基于脉冲压缩雷达干扰仿真分析

基于脉冲压缩雷达干扰仿真分析

张新立

关键词：脉冲压缩雷达；线性调频信号；二相编码信号；混合信号

前言：随着数字电子技术的不断发展，DRFM（数字射频存储器）技术、DDS（直接数字频率合成）技术与雷达技术之间的融合，已经让雷达系统所具有的欺骗干扰功能实现了由简单调制向复杂调制的转变及非相干干扰向想干干扰的转变，压制性欺骗也逐渐成为了雷达系统的重要实战功能。脉冲压缩雷达是一种具有较强干扰能力的雷达系统。该系统所具有的高辐射能量及良好的距离分辨能力可以让雷达设备的抗噪声干扰功能和欺骗干扰性能得到强化。

1、脉冲压缩雷达仿真模型的建构

脉冲压缩与脉冲压缩雷达的信号处理部分之间存在着一定的关联。根据脉冲压缩雷达的特点，此类雷达设备中所应用的现行调频脉冲技术是对雷达回波进行频率延迟处理的技术。这种延迟处理方式可以在提升脉冲压缩比的基础上，提升脉冲压缩雷达的抗干扰能力[1]。限幅措施与相干积累的合理应用，也可以为脉冲雷达抗干扰能力的提升提供保障。在调频脉冲技术、限幅技术与相干积累技术应用以后，脉冲压缩雷达仿真模型需要包含限幅模型、脉压模型、检波模型、积累模型和检测模型等多种模型。该模型中的雷达回波信号在无干扰的情况下，会成为线性调频波信号，下列公式为雷达回波信号取值范围公式：

x=sin（2πωt）

在上述公式之中，x指代的内容为雷达回波信号；ω为调频规律；t为调频脉宽。假定y1、y2和y3分别指代雷达回波的限幅输出信号、限幅函数与相干积累结果，根据脉冲压缩原理的相关内容，该模型可以推导出以下公式：

y2（ω）=y1（ω）·X’(ω)

在上述公式之中，X’(ω)所指代的内容为雷达回波取值范围公式的傅里叶变换函数；y2（ω）是傅里叶逆变换过程中产生的雷达回波压缩信号。在对冒充压缩雷达信号处理系统进行仿真以后，研究者可以通过比较雷达回波限幅输出信号、限幅函数及相干积累结果在x在有无干扰时的输出情况进行分析的基础上，分析脉冲压缩雷达的干扰效果。

2、脉冲压缩雷达干扰仿真分析

2.1线性调频脉冲压缩雷达干扰仿真

根据脉冲压缩雷达的实际情况，在雷达回波信号无干扰的情况下，此类信号可以被看作是线性调频波；此时雷达回波信号在脉冲压缩信号处理方面具有着一定的优势，如在脉冲信号调频时宽为0512s的情况下，系统的脉冲信号压缩比可以达到10000，此时脉冲压缩信号的包络幅度要高于回波信号的幅度。在存在噪声干扰的情况下，雷达回波信号的表达公式如下所示：

X=u+sin（2πωt）

上述公式中的u指代的是噪声因素，在对噪音干扰影响下的雷达回波信号处理系统进行分析以后，我们可以发现，在雷达回波信号压缩处理过程中，噪声也随之进行了压缩处理，噪声信号方差分析是分析噪声能量与压缩处理效果之间的关系的主要依据。

2.2噪声调幅干扰性调频脉冲压缩雷达仿真

在噪声调幅干扰问题的影响下，雷达回波信号的表达式如下所示：

X=U(t)+sin（2πωt）

在这一公式之中，U(t)指代的内容为噪音调幅信号，以下公式为噪声调幅信号的计算公式：

U（t）=（9+u）sin（10πt）

通过对噪声调幅干扰影响下的调频脉冲压缩雷达仿真问题进行分析，我们可以发现，在噪声调幅干扰问题的影响下，噪声调幅信号也会在雷达回波信号压缩处理过程中得到一定的压缩处理。噪声信号方差调整措施与基频信号幅度调整措施是改变脉冲压缩雷达干扰效果的有效方式。

2.3移频干扰性调频脉冲压缩雷达仿真

移频干扰问题也是脉冲压缩雷达干扰仿真研究工作开展过程中所不可忽视的内容。以下公式为移频干扰下的雷达回波信号公式：

X=U（t）+sin（2πωt）

上述公式中的U(t)指代的内容为移频信号，下列公式为移频信号的计算公式：

U（t）=3sin（2πωt）

根据移频干扰情况下的雷达回波信号处理结果，在遵循移频规律的基础上，相关人员可以借助移频信号幅度调整措施改变移频干扰度对脉冲压缩雷达的干扰效果。移频信号信号幅度的改变，具有着改善脉冲压缩处理后的干扰幅度的作用。

2.4二相编码信号的干扰分析

二次项编码信号是一种难以进行频率欺骗干扰的多普勒敏感信号。该信号的距离分辨力高于普通脉冲雷达信号的距离分辨力。在为发射信号附加延时的基础上，将其转发给雷达，是对雷达设备进行距离欺骗的有效措施。13位巴克码序列是二相编码信号的重要组成部分，在相位编码信号压缩接收机中，13位巴克码序列在通过匹配滤波器以后，会让信号的增益有所提升。在巴克码信号延时拖延0.05ms以后，脉冲压缩雷达的脉冲压缩过程会输出两种相同的峰值信号，这两种峰值信号的共同作用，可以形成距离欺骗假目标[2]。

2.5混合信号干扰分析

脉冲压缩雷达中的混合信号指的是线性调频信号与二相编码信号相结合的混合信号。根据二相编码信号与混合信号的干扰效果，线性调频信号在距离与速度之间存在的强耦合可以在施加移频干扰的基础上，实现距离欺骗。二相编码信号也可以在距离脱引干扰实施过程中发挥一定的作用，混合信号干扰模式可以对上述两种信号在雷达干扰方面的优势进行充分的吸收借鉴，进而让干扰形式呈现出多样化的特点。

结语：脉冲雷达的脉冲压缩信号包含有线性调频信号、二相编码信号等多种信号，现行调频信号涉及到了现行调频脉冲、噪声调幅干扰性调频脉冲和移频干扰性调频脉冲等内容。就脉冲信号干扰形式来看，噪声调幅干扰与移频干扰信号形式是脉冲压缩雷达干扰效果的主要影响因素。在脉冲压缩雷达干扰存在变数的情况下，相关人员需要根据具体参数确定实用化的结论。线性调频信号在距离与速度之间存在的强耦合可以在施加移频干扰的基础上，实现距离欺骗。混合信号干扰模式可以对上述两种信号在雷达干扰方面的优势进行充分的吸收借鉴，并让干扰形式呈现出多样化的特点

参考文献：

[1]俞道滨,吴彦鸿,贾鑫,王宏艳.对脉冲压缩雷达的多相位分段调制干扰方法研究[J].信号处理,2016,32(10):1178-1186.

[2]张克舟,李青山,陆静,李秀金.LFM脉冲压缩雷达密集假目标干扰时序设计与分析[J].现代防御技术,2015,43(04):132-137.