宫 健，肖 宇，周 政

(1.西安电子科技大学，西安 710071；2.空军工程大学，西安 710051）

基于函数调相的二相编码脉冲压缩雷达灵巧干扰方法

宫 健1，2，肖 宇2，周 政2

(1.西安电子科技大学，西安 710071；2.空军工程大学，西安 710051）

为满足复杂电磁环境下军事作战需求，针对二相编码脉冲压缩体制雷达，设计了基于视频函数调相原理的一种灵巧噪声干扰。建立了二相编码脉冲压缩雷达的模型，对正弦函数调相灵巧干扰的效果进行了仿真，结果表明干扰信号经脉压网络处理后在目标回波前后一定距离范围内形成了假目标群。

函数调相；二相编码；脉冲压缩；灵巧干扰；雷达干扰

0 引 言

现代战争中围绕雷达的电子干扰与反干扰斗争从来没有停止,而且在矛盾斗争中不断发展。目前,具有大时宽带宽积和复杂脉内调制规律的脉冲压缩波形的广泛应用,不仅给实时电子侦察带来了困难［1］,而且使传统干扰信号无法获得匹配处理增益,难以达到干扰目的［2-3］。

灵巧干扰正是在脉冲压缩波形等新技术广泛应用,传统噪声干扰和欺骗干扰的有效性受到挑战的背景下提出的。灵巧干扰同时具有压制干扰和欺骗干扰的特点,这种干扰是通过在雷达中心频率附近发射许多在时域上与真实目标回波重叠,并且覆盖住目标回波噪声的猝发脉冲来实现的［4-6］。

因此,开展对二相编码脉冲压缩雷达的灵巧噪声干扰研究,有利于解决新型电子对抗系统探索和设计中的相关问题,具有重要的理论价值和广泛的应用前景。

1 二相编码脉冲压缩原理

1.1 二相编码信号及频谱

二相编码脉冲信号的复数表达式为

其中：

式中：u(t)为信号的复包络；τ为子脉冲宽度；N为子脉冲个数；T=Nτ是编码脉冲脉宽；φ(t)∈﹛φn=0,π﹜为相位调制函数；f0为信号载频。

为了分析二相编码信号频谱,式(2)变换为

对式(3)进行Fourier变换可得

1.2 二相编码信号匹配相关

对于相位编码信号来说,从时域相关的角度来分析更为简单和直观。当多普勒频率估值=fd,相关器输出的二相编码信号的自相关函数为［7-8］

式中：χ1(td,0)是子脉冲的自相关函数,并且

χ2(mτ,0)是归一化伪随机序列的非周期自相关函数。

2 正弦函数调相灵巧干扰建模

二相编码脉冲信号通过使用二元伪随机序列对单载频脉冲进行相位调制形成脉内相干信号,因此可以考虑通过直接改变二相编码信号内部的相位关系来形成干扰信号。

2.1 调相基本原理

假设干扰机接收到的回波信号已变为零中频信号u(t),则干扰信号的表达式为

从式(7)可以看出,调相干扰信号实际是回波信号与调相信号的乘积调制。根据φj(t)的不同,可以获得不同的调相干扰信号。

2.2 正弦函数调相模型

正弦调相的附加相移φj(n)为

式中：b为相移函数幅值；fb为相位变化速率。正弦调相干扰信号为

假设式(9)卷积式的第二项为

借助于Bessel函数展开式可得［7］

3 正弦函数调相灵巧干扰仿真

根据Bessel曲线的特点可知,b越大,正弦调相波的倍频分量越丰富,因此主要研究b≥1时的情况。取13×13组合巴克码编码格式,设仿真条件中b取为10,fb为3 KHz,则二相编码信号的时域图、幅频谱及正弦函数调相干扰的效果图仿真分别如图1～2所示。

图1 13×13组合巴克码时域信号和频谱

图2 正弦函数调相灵巧干扰效果

4 结 论

根据上面建立的模型和仿真的结果可以得出如下结论：(1)正弦调相干扰可以获得幅度、位置较为均匀的假目标群,干扰功率利用效率较高；(2)干扰信号参数直接决定了实施有效干扰所需的干扰功率和假目标的逼真程度,实施干扰必须选取合适的干扰信号参数；(3)通过选择不同的调相函数可以改变灵巧噪声干扰的干扰效果,实现多样化干扰；(4)相对于回波信号,干扰信号需要有合适的时间延迟使假目标与真实目标处于不同位置,防止假目标与真实目标叠加而提高信干比。

［1］Schleher D C.Electronic Warfare in the Information Age［M］.American：Artech House,1998：196-223.

［2］Stott G F.Digital Modulation for Radar Jamming［C］// IEE Colloquium on Signal Processing in Electronic Warfare,1994.

［3］Madni A M.Multiple Deception Jamming Techniques U-sing Digitally Controlled,Solid-State Phase Shifters［C］// IEEE NTCˊ95,Microwave Systems Conference,1995：57 -60.

［4］施来赫D C.信息时代的电子战［M］.北京：信息产业部电子第二十九研究所,电子对抗国防科技重点实验室, 2000.

［5］Baumela L,Maravall D.Real-Time Target TracKing［J］. IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine,1995, 10(7)：4-7.

［6］Griiffths H D.New Ideas in FM Radar［J］.Electronics& Communication Engineering Journal,1990,2(5)：185-194.

［7］周政.脉冲压缩雷达灵巧干扰样式研究［D］.西安：空军工程大学,2009.

［8］王雪松,肖顺平,冯德军,等.现代雷达电子战系统建模与仿真［M］.北京：电子工业出版社,2010.

Smart Jamm ing Method for Binary Phase Coded Pulse Compression Radar Based on Function Modulation Phase

Gong Jian1,2,Xiao Yu2,Zhou Zheng2
(1.Xidian University,Xi'an 710071,China；2.Air Force Engineering University,Xi'an 710051,China)

In order tomeet the demand ofmilitary operations under complex electromagnetic enviroment,a Kind of smart noise jamming based on video function modulation principle is designed for binary phase coded pulse compression radar.The binary phase coded pulse compression radar model is established,and the sine function modulation results are simulated.The results show that the jamming signal after dealing with the processing of pulse compression networK,false target group are formed before and after the target echo in a certain distance range.

function modulation phase；binary phase coding；pulse compression；smart jamming；radar jamming

TN974

A

1673-5048(2015)03-0031-02

2014-09-24

航空科学基金资助项目（20130196001）

宫健（1984-），男，博士研究生，讲师，研究方向为雷达电子战及信号处理。