第３４卷第３期 ２０１３年９月 制 导 与 引 信 ＧＵＩＤＡＮＣＥ＆ＦＵＺＥ Ｖｏ１．３４ ＮＯ．３ Ｓｅｐ．２０１３ 文章编号：１６７１－０５７６（２０１３）０３—００３７—０４ 对线性调频信号的灵巧噪声干扰设计及仿真 朱 剑 ， 沈 军 ， 马 超 ， 龚 明 （１．上海无线电设备研究所，上海２０００９０； ２．上海市航空航天器电磁环境效应重点实验室，上海２００４３８） 摘 要：针对采用线性调频信号的脉冲多普勒相参雷达导引头的遮盖性干扰样式，提出了 一种灵巧噪声干扰设计方法。该方法可利用处理增益，降低对干扰功率的要求；而且既有假目 标欺骗性干扰效果，又有噪声遮盖性干扰效果。设计了灵巧式噪声干扰产生的波形，并通过建 模仿真说明了灵巧噪声干扰的有效性，且性能明显优于普通射频噪声干扰。 关键词：脉冲多普勒；灵巧噪声；射频噪声干扰 中图分类号：ＴＮ９５８ 文献标识码：Ａ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｍａｒｔ Ｎｏｉｓｅ Ｊａｍｍｉｎｇ ｔｏ ＬＦＭ Ｓｉｇｎａｌ ＺＨＵ Ｊｉａｎ ， ＳＨＥＮ Ｊｕｎ ，ＭＡ Ｃｈａｏ ，ＧＯＮＧ Ｍｉｎｇ ＇ （１．Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｒａｄｉｏ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９０；２．Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｅｎｖｉｒｏｍｅｎｔａｌ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｆｏｒ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ Ｖｅｈｉｃｌｅ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００４３８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｃｏｖｅｒｉｎｇ ｊ ａｍｍｉｎｇ ｍｏｄｅ ｏｆ ｐｕｌｓｅ ｄｏｐｐｌｅｒ ｒａｄａｒ ｓｅｅｋｅｒ ｕｓｉｎｇ ＬＦＭ ｓｉｇｎａｌ，ａ ｓｍａｒｔ ｎｏｉｓｅ ｊａｍｍｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ ｒｅｄｕｃｅ ｊａｍｍｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｗｉｔｈ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｇａｉｎ，ｐｒｏｄｕｃｅ ｃｏｖｅｒｉｎｇ ａｎｄ ｄｅｃｅｐｔｉｏｎ ｊａｍｍｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔｓ． Ｄｅｓｉｇｎｓ ｔｈｅ ｗａｖｅ ｆｏｒｍ ｏｆ ｓｍａｒｔ ｎｏｉｓｅ ｊ ａｍｍｉｎｇ，ｐｒｏｖｅｓ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓｍａｒｔ ｎｏｉｓｅ ｊ ａｍｍｉｎｇ ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｓｍａｒｔ ｎｏｉｓｅ ｊ ａｍｍｉｎｇ ｉｓ ｍｏｒｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｔｈａｎ ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｎｏｉｓｅ ｊａｍｍｉｎｇ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｕｌｓｅ Ｄｏｐｐｌｅｒ；ｓｍａｒｔ ｎｏｉｓｅ；ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎ１ｙ ｎｏｉｓｅ；ｊａｍｍｉｎｇ 准式噪声干扰、间断噪声干扰和扫频噪声干扰，目 ０ 引言 针对线性调频脉冲多普勒相参雷达导引头的 遮盖性干扰样式，除了传统的阻塞式噪声干扰、瞄 前还出现了灵巧噪声干扰，它是目前有效干扰线 性调频ＰＤ雷达导引头的手段口］。 灵巧噪声干扰是采用假目标脉冲和随机噪声 相结合的干扰样式，同时兼有欺骗式干扰和噪声 干扰特点。其中两者的统计性质不同，采用两者 的组合干扰将引起遮盖干扰的非平稳性，造成雷 达导引头抗干扰的困难。这种干扰技术具有两个 性质：第一是“灵巧”，干扰信号的样式可根据干扰 收稿日期ｔ２０１２－１２—１８ 作爿－ｆ筒介ｔ朱剑（１９８３一），工程师，硕士研究生，主要从事 导引头信号处理技术的研究。 ３８ 制 导 与 引 信 第３４卷 对象灵活变化，并与雷达导引头发射信号相匹配， 使干扰可以获得较大的相参积累增益，增强可利 用的干扰能量；第二是“噪声”，密集多假目标的随 机性，起到了类似噪声的压制作用，增加线性调频 ＰＤ雷达导引头检测目标的困难，降低其检测 概率。 导引头发射信号与噪声信号时域卷积等效于频域 相乘，从频域分析，可将线性调频ＰＤ雷达导引头 发射信号视为一个频率范围为Ｉｆ。一Ｂ／２，ｆｏ＋ Ｂ／２］的滤波器。因此，卷积得到的灵巧噪声的干 扰带宽大致等于信号带宽，这样干扰能量进入线 性调频ＰＤ雷达导引头接收机之后能够被全部利 用，干扰功率利用率大大提高。 １对线性调频信号的灵巧噪声干扰 设计 灵巧噪声干扰信号是通过随机噪声信号与线 性调频ＰＤ雷达导引头发射信号进行卷积调制产 生的＿２］。噪声 。（￡）通过带通滤波器Ｈ （ ）滤波 后形成窄带噪声札 （ ），经Ｈｉｌｂｅｒｔ变换Ｈ （ ）后 形成复信号” （ｆ），即为所求的调制信号，其表达 式为 ／Ｉ ？ｎ２（７１（ 一 。 ）一 １（￡）ｏ Ｈ２（ Ｈ１ ） （１） 噪声信号是通过调频产生的，其表达式为 广 ｒ ｒ ］ “）一Ｕｊｃｏｓｌ２＝ｆ ＋２＝Ｋ￣ｍＪ。仉＠）ｄｒ＇＋ ｊ 式中：ｕ 为噪声信号幅度；Ｋ 为噪声信号调频 斜率。 ＰＤ雷达导引头发射信号为线性调频信号， 其表达式为 ｓ （ ）一Ｕ ｃｏｓｆ ２ｎｆｏｔ＋等ｆ。） （３） 目标回波信号的表达式为 ５ （￡）一Ｕ ｃｏｓｌ ２ （－，。＋ｆｄ）（￡一 ）＋号￡ ｌ（４） Ｌ 式中：Ｕ 为目标回波幅度；ｆｄ为目标的多普勒频 率；ｔ 为距离延时，ｔ 一２Ｒ／ｃ。 干扰信号Ｊ （ｔ）是卷积调制产生的，其表达 式为 Ｊ （￡）一Ｓ （ｆ）ｏ ２（ ） （５） 式中：ｏ为卷积。 那么回波信号和干扰信号同时进人ＰＤ雷达 导引头接收机，并经脉冲压缩后的卷积调制为 Ｊ（￡）＝５ （一￡）ｏ［Ｊ （ ）十Ｓ （ ）］ 一ｓ （一 ）ｏ （ ）ｏ ２（￡）＋ （￡）］（６） 由式６可见，灵巧噪声干扰可以降低干扰功 率的主要原因是由于噪声信号与点扩展函数卷积 能够获得脉冲压缩处理增益。线性调频ＰＤ雷达 ２对线性调频信号的灵巧噪声干扰 效能分析 灵巧噪声干扰信号在时域上会与线性调频 ＰＤ雷达导引头回波脉冲重合，在复制的干扰信 号上调制噪声，这样不仅保证了干扰机的中心频 率总是准确地对准被干扰线性调频ＰＤ雷达导引 头的频率。同时，在频域上，噪声调制展宽了输出 信号的频谱，使得干扰脉冲总可以遮盖住真正的 目标回波＿３］。 灵巧噪声干扰比普通的噪声干扰的优势主要 体现在干扰功率的利用率上。使用系统干信比增 益ｋ和系统干扰功率增益ｋ ａ来反映这种干扰方 法对线性调频ＰＤ雷达导引头的干扰影响。 走一 ㈩ ｋ ＝＝＝‘，。／Ｊ （８） 式中： 。， 。分别为脉冲压缩前后的干扰功率； ｓ ，ｓ。分别为脉冲压缩前后的信号功率。 设参与卷积的灵巧噪声干扰信号长度为丁 ， 噪声干扰信号经脉冲压缩后变成长度为１／Ｂ的 窄脉冲，因此得到灵巧噪声干扰信号脉冲压缩前 后的长度分别为Ｔ 和１／Ｂ。由于脉冲压缩网络 是无源的，根据能量守恒原理： ，×Ｔ 一Ｊ。×（１／Ｂ） （９） 因此 ｋｄ一了ｄ ｏ—Ｔ ／吉＞１ 定， ‘，。 Ｊ ｋｄ、１ 一 一 ／＞ 式中：Ｄ为脉冲压缩比。 常规射频噪声干扰不会获得脉冲压缩处理增 益，因此干扰功率增益忌 等于１甚至小于１（若考 虑匹配滤波给噪声能量造成的损失），干信比增益 志为１／Ｄ。比较前后两种干扰方法的ｋ或志ａ便可 ４Ｏ 制 导 与 引 信 第３４卷 的灵巧噪声干扰时域上与回波脉冲相重合；频域 上只覆盖目标附近的频域，从而影响雷达导引头 对目标回波信号的检测和识别，从而丢失目标进 入搜索状态，导致导弹脱靶。 ×１Ｏ ８ ６ ４ ●～ ｌｌ Ｉ ２ 釜ｏ ｊ＋● 《 一 ｌ １ 乳 ＿２ ｆ － ’１ 『 ’ ｉ 硼‘ Ｉ Ｌ 】＿４ Ｈ—一－’ １ 一 ｆ ＿６ －…●… 培 ６．５ ６．５５ ６．６ ６．６５ ６．７ 时间ｆ／ｓ １０。 （ａ）加入灵巧噪声干扰后的时域实信号 琏＇－三三茎 三Ｘ矬：１３．１赫＃ｉ 三主ｉ三主＇ 三 ４ 结论 通过理论分析和计算机仿真分析了灵巧噪 声干扰在不同调频斜率条件下的干扰结果以 ×１０ ８ ６ －●●●＿ ４ ｌ ＿＿●●●●● ２ ＿－●●。 ｌ８ — ｌ 。 ］ ｛． 。 ｊ ．ｌ ｉ １ｉ 。 一２ －●＿ ●ｒ ～ ｌ ～弹 —４ ＿＿－＿ ＿＿。＿● ＿６ ＿Ｈ●●● —８ ４．８５ ４．９ ４．９５ ５．０Ｏ ５．Ｏ５ 时间ｔ／ｓ ×ｌＯ。４ （ａ）加入灵巧噪声干扰后的时域实信号 ×１０ ３・Ｏ ２．５ ●＿＇● ●● ２・０ ＿… … 篓 ～。 ¨“ ｉ… ●＾ ●＾ —— 【 ．＿ １・Ｏ ＿＿● ＿●一● ｌ一’ ’＿●＿● ：。。＿ ●●●● ＿ Ｘ ：１３．３ ０．５ Ｙ ４．２９】 ｅ＋Ｏ０４ ＿＿●● ＿－●● ■・ －●●●一 ｔ— ●●’＾●● ０ 一 、 ｊｌ …＾ Ｌ Ｌ ０ ５ ｌ０ ｌ ５ ２０ ２５ ３Ｏ ３５ 多普勒频ｇ￣ｆｌｋＨｚ （ｂ）加入灵巧噪声干扰后的目标所在距离门的多普勒频谱 图４ 噪声调制信号为帧间随机变化调频斜率较大的 时域图和速度维图 及对线性调频脉冲多普勒相参雷达导引头的 干扰效能。无论在于扰功率上，还是在干扰效 果上，灵巧噪声干扰都有着传统噪声干扰无法 比拟的优越性。由于这种干扰波形与线性调 频脉冲多普勒相参雷达导引头的发射波形相 匹配，因而在较低的干扰功率输入下就能对线 性调频脉冲多普勒相参雷达导引头产生遮盖 性和欺骗性双重干扰效果。 参考文献 ［１］禄科，王元利，刘军利．灵巧噪声波形设计研究及 仿真ＥＪ］．压电与声光，２００９． ［２］汤礼建，黄建冲．对线性调频脉压雷达的灵巧噪声 干扰研究Ｉ－Ｊ］．电子对抗，２００８． ［３］周义建，张剑云．一种雷达干扰技术——灵巧噪声 干扰［Ｊ］．雷达与对抗，２００２．