试析基于DRFM的雷达超前干扰技术

试析基于DRFM的雷达超前干扰技术

冀蓉刘迪娜

陕西黄河集团有限公司   710043  陕西西安

摘 要：本文使用DRFM的雷达超前干扰技术试解决雷达接收机采用脉冲前沿抗干扰技术侦察目标的问题，利用高速 ADC采集雷达信号并将其转化为比特流，结合 FPGA设计的重频追踪算法，对雷达信号进行储存和处理，获得与雷达信号具有相关性的超前干扰信号，试验最终取得了良好的试验结果。

关键词：数字射频存储器；超前干扰技术；抗干扰

雷达电子干扰作为电子战的主要内容，其主要的功能就是能够在复杂的电磁环境中实现对雷达的目标进行跟踪和截获，从而对敌方雷达的作战性能进行有效削弱。随着雷达抗干扰技术的飞速发展，对该技术所提出的要求也发生了一些变化，目前干扰设计的重点是在目标得到确切保护的同时，仍然能够对雷达信号进行有效干扰。

1.超前干扰模型分析

在通常的条件下，雷达是通过接收目标回波信号，对其进行相关处理，从而达到对目标进行侦察的目的。超前干扰模式详见图一所示。为了对目标进行有效的防护，就必须让干扰机发出的干扰信号先于目标回波到达雷达接收机，从而达到对目标保护的作用。传统的干扰方法都是在目标接收到雷达的射频信号之后才会进行转发，这意味雷达干扰信号相对于目标信号而言是滞后的，所以，当雷达使用前沿抗干扰技术时，就可以快速对干扰信号和目标回波信号进行区分，从而实现对目标位置侦查的目的，此时目标就会暴露，再将两种信号进行对比时可以发现，只有干扰发射机的信号早于目标回波到达雷达，才能实现超前干扰。

图1  超前干扰模型

2.超前干扰系统设计

图2是一种超前干扰系统，其由一个徽波前端以及一个采用数字射频（DRFM）的数字信号处理器组成。 FPGA是整个系统的中心，其功能是对信号的收发控制、信号测量、信号存储以及信号转发。射频信号接收阶段：FPGA开启接收开关，接收天线将射频信号接收后，在微波中进行下变换，获得中频信号和包络检波，通过高速 ADC快速取样，获取数字信号，FPGA实现对采集的信号的频率进行测量和无损存储。干扰信号输出阶段：FPGA打开发射开关，处理好的干扰数字信号在经过DAC后就能重新构建模拟信号，随后传输给微波实施变频处理，最终转换成射频信号发出。

图2 超前干扰总体设计

本文选用XC6VSX315T作为 FPGA芯片，该设备不仅具备高性能的逻辑架构，而且还集成了大量的嵌入式系统模块。采用一块高速模数转换器ADC08D1500，采集1.3 GHz的雷达回波，获得8比特的量化样本。利用并行序列变换模板对该数据做8瓷偶变换，获得162.5 MHz的数据率，减速后发送至 FPGA。FPGA经过干扰后，利用AD9739对其进行时序变换，使其成为一种模拟信号后进行输出。为了雷达超前干扰效果能够达到预期的目的，就必须对射频信号的到达时刻进行准确的预报，以确保其在目标回波信号之前到达雷达接收机。采用 FPGA生成重频率追踪器，以达到对目标进行实时追踪和预报。FPGA接收到来自 ADC的取样和包络检测后，通过 CORDIC测频模块对信号的脉冲前移频率进行检测，将该方法用于区分雷达信号的特征值，并以此为激发源，实现对前测频的对比，并根据实际应用中的需求，选择合适的雷达脉冲作为重频追踪电路的启动脉冲，并对脉冲重复周期（PRI）进行测定。针对后续到达的两个脉冲，分别进行时间序列比对，确定是相同的才能测量 PRI，生成对应的预测波门，使其能够在波门中显示；如果是其他的，则必须重新构建一个重频追踪电路，将其用作这个雷达信号的初始脉冲；在生成预报波门以后，通过持续的探测来调节预报波门，实现对预报波门的定时调节，实现对各种类型的预报，满足复杂的电磁干扰条件下探测任务的需求。采用基于 FPGA的多普勒频移技术对雷达进行检测，并将其看作雷达信号的识别标志。当确定有新的信号时，将其存入 RAM中对应的内存中。在干扰信号要发送时，根据所述的频率信息，选取对应的读取地址，从 RAM中读取数据，并对其进行对应的调制，从而生成干扰信号并将其发出。

3.仿真结果

3.1超前欺骗效果仿真

假设目标和雷达之间的距离是130.7km，通过重频预测，利用延迟叠加后产生了16个假目标信号分别位于141.1、139.6、138.6、136.7、135.9、134.6、133.8、132.5、131.7、130、129.2、128.7、127.6、126.5、125.8、124.6km。其中上述后7个假目标干扰信号的位置达到了超前效果，并提升干扰信号的强度，所以在掩盖真实目标回波时，假目标的间距是不均匀的，因此具有良好的欺骗效果。超前欺骗干扰仿真详见图3所示。

图3 超前欺骗干扰仿真

3.2超前压制效果仿真

假设目标和雷达之间的距离是130.7km，通过仿真可以看出，利用延迟叠加之后就会产生密集假目标，并且这些假目标的距离比较近，数量也较多，所以根本无法达到欺骗的效果，但是却达到了压制的效果，因为干扰信号本身的幅度较大，所以真实目标回波信号目前已经被干扰信号覆盖，而且其中的一部分假目标信号还是先于回波信号发出，所以其也实现了超前，对目标起到相应的保护作用。

3.3频谱仪时域测试

将信号源进行如下设置：射频信号是4.1GHz，脉冲的重复周期是1ms，宽度为10μs，

利用射频信号进行同步触发，经过1ms时就能发现干扰信号已经早于射频信号到达之前就已经发射，所以也起到超前干扰作用，同时干扰信号具有一定的压制效果，因此可以覆盖目标回波信号。

结束语：

综上所述，本文通过DRFM技术实现对雷达信号的超前干扰，并且取得较为良好的干扰效果，对干扰机也起到了一定的保护作用，通过验证发现超前干扰系统的设计具有较强的可行性，通过本文论述以期促进超前干扰系统设计的发展。

参考文献

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