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标题	间歇采样转发干扰建模仿真研究
范文	郝万兵　张军　谢敏 摘 要：介绍了间歇采样转发干扰的工作原理与数学模型，对基于数字射频存储的实现过程进行了阐述，基于线性调频信号，对施加间歇采样干扰前后的雷达信号作脉冲压缩与相参积累，利用仿真实验对干扰效果进行了分析验证。 关键词：间歇采样；数字射频存储器；脉冲压缩；干扰压制 DOIDOI：10.11907/rjdk.151557 中图分类号：TP302 文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2015）007-0021-02 0 引言 现代战争所处的电磁环境日益复杂，雷达因为其全天候的特性，作为最重要的军事传感器之一，已经成为作战武器系统的重要部分[1]。现代军事技术的一个重要特点，就是各种武器装备越来越广泛地采用和依赖无线电电子技术[2]。各种武器系统、战场指挥控制都越来越多地依赖于雷达的效能[3]。雷达对抗技术是通过对雷达的侦察和干扰，获取敌方武器、战场情况等情报，通过打击使敌方的武器系统失效，失去指挥控制权，为取得作战胜利创造有利条件[4]。雷达干扰是最重要的对抗方式之一，干扰机通过对侦察到的雷达信号调制转发，使得雷达无法获取目标方位、速度、距离、航迹，失去对目标的探测能力[2]。 传统雷达在探测精度与探测距离二者之间很难取舍，时宽与带宽不能同时提高，只能根据具体需求权衡。现代雷达采用了脉冲压缩技术，脉冲压缩信号具有大时宽、带宽积的特点，能满足多方面的需求，获得很大的信号处理增益，为雷达干扰技术带来新的挑战。针对这种情况，干扰机需要增加发射功率或者采用相参干扰技术。间歇采样转发干扰作为一种新的干扰技术，采用采样转发再循环机制，对雷达脉冲压缩信号具有良好的干扰效果[1]。王雪松等人首先提出了间歇采样转发干扰的干扰方式以及数学原理，刘忠等人进一步研究了信号的特征，后续又有学者不断提出了系统实现思路和方法，并提出了不同的转发方式，如本文涉及到的重复转发，以及移频转发、卷积干扰等，并对不同转发方式的干扰压制效果进行评估分析[2]。 本文针对间歇采样的重复转发干扰进行原理分析与建模仿真，基于线性调频信号，对施加干扰前后的信号作脉冲压缩处理与相参积累处理，结合Matlab仿真实验，对比分析了干扰前后的压制效果，验证了间歇采样干扰对线性调频信号的压制作用。最后基于数字射频存储技术，介绍了一种数字体制下的系统实现方案[3]。 1 间歇采样转发干扰数学原理 间歇采样转发干扰的处理过程：截获到大时宽雷达信号，高保真采样其中的一小段信号后马上进行处理转发；然后再采样、处理转发下一段。采样转发分时交替工作直到大时宽信号结束[4]。图1是间歇采样转发干扰原理图，其中Ri（1≤i≤N）表示接收雷达信号的时间，Ei（1≤i≤N）表示将上段接收雷达信号转发的时间。 图1 间歇采样 假设采样时长为Tr，采样转发周期为Ts，间歇采样包络脉冲为： p（t）=rect（tTr）·∑∞-∞δ（t-nTs）（1） 通过傅里叶变换得到间歇采样包络脉冲的频谱为 P（f）=∑∞-∞TrTsSa（πnTrTs）δ（f-n/Ts）（2） 威胁雷达信号为x（t），其脉宽为T，频谱为X（f），干扰机在截获到雷达信号后对其进行间歇采样处理，即以p（t）与其做相乘运算，得到采样信号为： xs（t）=p（t）x（t）（3） 从而得到采样信号的频谱为： Xs（f）=P（f）X（f）=∑∞-∞TrTsSa（πnTrTs）·X（f-n/Ts）（4） 从上式可以看出，间歇采样转发干扰可以使雷达产生一串在径向距离上对称分布的假目标回波信号，且假目标的功率由对称中心向两边衰减。 2 间歇采样转发干扰实现过程 首先，DRFM对截获到的射频信号进行下变频处理，得到中频信号；然后对该中频信号进行高速采样，经A/D数字化后存入数字存储器；最后在干扰控制器的控制下，在适当的时刻读出存储数据，重构模拟信号，再经过上变频变换为射频信号。用作上下变频的本振是相同的，满足干扰必需的频率对准条件，同时DRFM重构的射频信号具有很好的相参性，因此可以用于对敌雷达实施相参干扰[5]。 如果不能满足收发隔离要求，干扰机工作于收发分时状态中。间歇采样转发干扰由于自身特性可以在收发分时工作的干扰机上实施基于雷达脉冲的干扰，这意味着间歇采样对于威胁雷达的参数捷变适应性很好，对于时间参数捷变，如脉宽、脉冲重复周期，不会影响间歇采样，干扰正常工作时序。对于频率捷变，在雷达频率跳变范围不超过雷达瞬时带宽的前提下，间歇采样干扰都可以正常工作[6]。 3 仿真分析 间歇采样干扰由于具备在单个脉冲内对雷达实施干扰的能力，因此广泛应用于对抗中。间歇采样干扰的仿真如图2、图3所示，其具体参数设置为：雷达信号为10MHz线性调频信号，脉冲宽度为104μs，脉冲重复周期1ms，相参积累脉冲数为16个，干扰机采样时长和转发时长都为1μs。 从图中发现，在雷达信号处理端脉冲压缩处理结果中，间歇干扰可以在回波目标的前后出现多个假目标，其中主假目标稍稍滞后于回波信号（这与干扰信号产生延时有关），而且假目标的幅值高于真目标的幅值。在主假目标左右出现一串假目标。在相参检测结果中可以发现，间歇采样干扰可以得到雷达信号的相参得益，出现在与雷达回波一致的多普勒通道上[7]。 4 结语 间歇采样转发干扰作为一种新的干扰方式有着很多优良特性，该干扰方法可以在收发分时的情况下得到密集假目标，并且部分假目标可以出现在真实回波之前，这一特征对于前沿跟踪类雷达尤为可贵。但该方法也有一定的局限性：①增益的变小是该方法的缺点，有待于在后续研究中改进；②本文所介绍的转发方式是复制即刻转发，而且复制时间与转发时间片长度相同，可以考虑复制一次，重复转发若干次，或者复制与转发的时间片长度可以取不同数值，经过雷达信号处理后得到不同的结果。 电子对抗干扰与抗干扰是一对矛与盾的关系，任何一方技术的进步都会推动另一方技术的改进[3]，所以对于间歇采样转发干扰的研究绝不能止步于此。随着抗干扰手段的出现，间歇采样转发干扰的方式以及参数选择需要同步跟进研究。 参考文献： [1] 赵国庆.雷达对抗原理[M].西安：西安电子科技大学出版社，1999. [2] 陈伯孝.现代累代系统分析与设计[M].西安：西安电子科技大学出版社，2012. [3] DAVID ADAMY.电子战原理与应用[M].北京：电子工业出版社，2011. [4] BASSEM R MAHAFZA.雷达系统分析与设计[M].北京：电子工业出版社，2008. [5] 王雪松，刘建成.间歇采样转发干扰的数学原理[J].中国科学，2006， 36（8）：891-901. [6] 刘忠，刘建成.间歇采样转发干扰信号分析[J].电子对抗，2007（6）：19-23. [7] 刘忠，王雪松.基于数字射频存储器的间歇采样重复转发干扰[J].兵工学报，2008，29（4）：405-410. [8] 陈亚勇.MATLAB信号处理讲解[M].北京：人民邮电出版社，1978. （责任编辑：杜能钢）
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