对抗相位编码末制导雷达有源干扰方法研究∗

（中国船舶工业系统工程研究院 北京 100094）

1 引言

当前信息化的海上作战中，所面临的最大威胁仍然是反舰导弹。现代战争中的反舰导弹末制导雷达大部分都是基于脉冲压缩的相参工作体制设计的。相参雷达是利用大时宽带宽积的脉冲压缩波形原理，主要包括相位编码和线性调频两大类［7］。由于相位编码信号形式具有良好的低截获概率特性，且其发射波形具有类似噪声的特点，所以在作战对象为低速运动目标的领域里应用较多［11］。舰船目标属于低速运动目标，所以反舰导弹末制导雷达也较多的采用相位编码的相参工作方式［8］。相位编码体制末制导雷达在探测到目标的同时，通过相参积累的方式获取运动目标的多普勒域特性，这种方式增加了信息获取维度，使得相位编码末制导雷达具有较好的抗有源干扰能力［1］。

本文在分析相位编码末制导雷达技术特点、波形设计特征等的基础上，仿真分析了有源干扰对相位编码末制导雷达的影响，指出了对抗采用相位编码雷达的反舰导弹的干扰样式、干扰技术以及干扰基本要求。

2 相位编码末制导雷达的技术特点

采用相位编码体制的末制导雷达具有良好的低截获概率，在获取目标时域特性的同时，通过相参积累还可以获取目标的多普勒特性，增加了雷达信息获取纬度，使得相位编码体制的末制导雷达的目标识别和选择能力得到增强，具有一定的综合抗干扰能力［2］。

相位编码雷达信号通常采用伪随机数编码序列对高频宽脉冲进行相位调制，采用无周期的编码方式，类似于随机噪声［4］。二相编码时域波形图如图1所示。

图1 二相编码时域波形图

虽然相位编码雷达具有低截获概率［12］和强抗干扰能力的特点，但同样也伴随着多普勒敏感、较高的距离旁瓣等问题产生，这和线性调频信号完全不同［5］。

相位编码信号虽然不存在速度和速度之间的耦合关系，但是却多普勒频移十分敏感。如果被压缩的信号存在多普勒频移，将会破坏各子脉冲的相位关系，从而降低信号的处理增益。特别是在对高速运动目标进行探测时，由多普勒频移导致的失配比较严重［6］。

从图2仿真可以看出，当fd/B>0.0015时，将产生严重的失配，主瓣幅度显著下降，最大峰值旁瓣与主瓣之比显著提高。所以，对于编码信号进行多普勒调制时，fd的选择将非常重要［10］。

图2 相位编码信号增加多普勒调制前后

编码信号的距离旁瓣和子码的个数有关，子码越多，脉压后的主副瓣比越大，距离旁瓣越低。对于单个编码信号波形来说，脉压处理后普遍存在比较高的距离旁瓣。为此，编码信号在设计时采用脉间编码规则不同的波形，通过脉间波形的差异，降低相参积累后的距离旁瓣。在相参积累期间，脉间编码波形不同是编码雷达和线性调频雷达最大的不同。这也决定了对于编码雷达的干扰要难于线性调频末制导雷达。

从图3可以看出，采用脉间编码波形变化后，目标的距离旁瓣明显降低，旁瓣幅度降低20dB以上。

图3 脉间码型变化前后积累图

总之，采用相位编码信号体制的相参雷达和采用线性调频信号体制的相参雷达，其发射信号的工作时序，脉间波形调制样式等存在较大的差异。这也造成对抗相位编码末制导雷达和对抗线性调频末制导雷达，其干扰方法也存在很大的差异。

3 对抗相位编码末制导雷达的有源干扰方法设计

对抗反舰导弹末制导雷达的有源干扰，主要包括压制式干扰和欺骗式干扰两大类。压制式干扰以噪声连续波或者准连续波为主，主要表现形式包括扫频干扰，宽带噪声干扰，窄带阻塞干扰，梳状谱等干扰方式。欺骗式干扰主是通过对侦收到的雷达发射信息进行数字储频后，再对储频信号片段进行延迟、速度调制以及多次复制，再按照不同的时序通过干扰发射机辐射出去，主要干扰形式包括速度拖引干扰、距离拖引干扰、距离-速度拖引干扰以及多假目标干扰［9］。

相位编码体制末制导雷达发射波采是脉间相干的，而接收系统实际上是一个窄带的匹配滤波器。对于传统的干扰方式，无论窄带阻塞干扰、宽带噪声干扰、扫频干扰还是梳状谱干扰，均与雷达发射波不相干，因此接收波经脉冲压缩后，能滤除大部分噪声能量，极大地降低了压制式干扰的功率利用率，因此压制式干扰对于线性调频体制末制导雷达不能起到有效的干扰作用［6］。

目前对于相位编码体制末制导雷达的有源干扰以欺骗式干扰为主。但近年来，随着数字处理能力和运算能力的飞跃式发展，大量复杂的目标识别算法和抗干扰算法的成功应用，使得相位编码体制末制导雷达的综合抗干扰能力水平大幅提升。常规的距离拖引干扰、速度拖引干扰、距离-速度联合拖引干扰以及多假目标干扰都无法做到同时对线性调频体制末制导雷达的时域和频域特性造成影响，从而导致常规的欺骗干扰手段效果不佳。

利用相位编码体制末制导雷达工作时在相参积累期间，载频、脉冲重复周期均不变，脉间信号调制样式变化的特性，以及相位编码信号对多普勒敏感的特性，设计一种间歇采样储频+多次复制转发的有源干扰样式。该有源欺骗干扰样式可对相位编码体制末制导雷达的时域和频域回波同时造成影响，从而造成雷达的检测和识别非常困难，实现对新型反舰导弹相位编码体制末制导雷达的有效干扰。

间歇采样储频+多普勒调制转发干扰的实现过程如下：

1）对接收到每个脉冲进行间歇片段采样数字储频［3］

首先，对侦收到的雷达发射脉冲进行片段采样数字储频。

如图4所示，当舰载雷达侦察设备截获到末制导雷达发射脉冲信号前沿时，首先从脉冲前沿开始进行片段采样数字储频，然后再进行复制、调制转发。之后再进行片段采样储频，然后再调制转发。交替进行调制转发和片段采样储频，直至该脉冲信号结束。

图4 间歇采样储频+多普勒调制转发干扰输出时序示意图

片段采样的信号时长可以根据侦察设备的最大储频深度灵活设置，如图4所示，采样存储片段如图中所示分别为Δt1、Δt2、Δt3、Δt4等。为了确保干扰的有效性，采用片段的时长不宜过长或者过短。采样储频片段的时长以整个脉冲宽度的十分之一到五分之一为宜。比如脉冲宽度为10μs，则推荐片段采样的宽度为1μs～2μs为宜。

2）对每个储频片段进行多普勒调制后再进行转发

由于相位编码信号具有对多普勒敏感的特性，所以需要谨慎对待相位编码信号的多普勒调制。

由于相位编码体制末制导雷达在回波信号相参积累期间，载频和脉冲重复周期均保持不变。假设，相位编码体制末制导雷达的脉冲重复周期为PRT，载频为F0，相参积累个数为N。

雷达的脉冲重复频率为PRF=1/PRT；

雷达发射信号的波长为λ=c/F0（c为光速）；

雷达的多普勒分辨率为v=（λ*PRF）/（2N）。

对于相位编码信号的多普勒调制应该以多普勒分辨率为准，多普勒调制范围在［-5v，5v］之间，这样才能保障相位编码信号在脉压后损失较小。

由于当前相位编码末制导雷达的距离分辨率已经达到2m～5m的量级，所以舰船目标回波已经呈现出明显的面目标特征。所以，为了达到良好的欺骗干扰效果，需要对片段采样储频的信号进行多次复制。其中多次复制是为了形成多个强散射点，用于模拟舰船回波的多强散射点反射特征。比如对于典型中大型作战舰船来说可形成5个左右的强散射点，所以多次复制的推荐次数以3～6次为宜。

4 建模仿真

根据上一节的参数设计进行建模仿真。参数设计如下：

1）编码信号采用M码序列，字码长度255；

2）脉间码型变化；

3）积累个数64；

4）脉冲重复频率1000Hz；

5）数字储频片段5段；

6）储频片段复制次数4次；

7）多普勒速度调制范围［-5m/s，+5m/s］之间。

干扰效果图如图3所示。

图5 有源干扰效果图

5 结语

本文根据相位编码体制末制导雷达的工作时序和技术特点，提出一种间歇采样储频+多普勒调制转发的新型干扰样式。并对间歇片段采样储频的宽度、片段复制的次数、多普勒调制的范围等策略进行详细设计。通过对新型反舰导弹相位编码末制导雷达发射的每一个脉冲进行片段采样、储频、多次复制多普勒调制后再进行转发干扰，可对相位编码末制导雷达的时域和频域回波同时造成影响，导致雷达恒虚警检测和目标特性识别非常困难，具有良好的干扰效能。