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对抗相位编码末制导雷达有源干扰方法研究.pdf

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对抗相位编码末制导雷达有源干扰方法研究.pdf

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舰船电子工程总第期
80ShipElectronicEngineering20213213
总第年第期
对抗相位编码末制导雷达有源干扰方法研究∗
张军周刘益辰尹天宫
100094
(中国船舶工业系统工程研究院北京)
摘要现代新型反舰导弹末制导雷达部分采用相位编码相参雷达工作体制。相位编码体制末制导雷达对压制式有
源干扰和常规的欺骗式干扰有着较强的抗干扰能力。该发明针对相位编码体制末制导雷达相参积累期间,载频、脉冲重复
+
周期不变,脉间信号调制样式变化的特性,以及相位编码信号对多普勒敏感的特性等技术特点,设计出一种间歇采样储频
多普勒调制转发的有源干扰样式。该有源欺骗干扰样式可对相位编码体制末制导雷达的时域和频域回波同时造成影响,导
致雷达恒虚警检测和目标特性识别非常困难,具有良好的干扰效能。
关键词相位编码;末制导;有源干扰
.1672-
中图分类号DOI:
ResearchonActiveJammingMethodsofPhaseTerminalGuidance
Radar
ZHANGJunzhouLIUYichenYINTiangong
SystemsEngineeringResearchInstituteBeijing100094
(,)
Partofmodernnewanti-shipmissileguidanceradaradoptsphase-codedcoherentradarworkingsystem.
Abstract
Phase-codedsystemsterminalguidanceradarhasastrongabilitytosuppressdestinedjammingandconventionaldeceptivejam⁃
'
-sensitivephase-encoded
signalwhenthecarrierfrequencyandthepulserepetitionintervalareunchangedduringthephase-coordinatedradarcoherentaccu⁃
+Dopplermodulationandforwarding
,
-domainandfrequency-domainechoesofaphase-codedterminalguidancera⁃

,
ferenceperformance.
phasecodingterminal-guidanceactiveinterference
KeyWords,,
TN97
ClassNumber
舰船目标属于低速运动目标,所以反舰导弹末制导
1引言8
雷达也较多的采用相位编码的相参工作方式[]。
当前信息化的海上作战中,所面临的最大威胁相位编码体制末制导雷达在探测到目标的同时,通
仍然是反舰导弹。现代战争中的反舰导弹末制导过相参积累的方式获取运动目标的多普勒域特性,
雷达大部分都是基于脉冲压缩的相参工作体制设这种方式增加了信息获取维度,使得相位编码末制
1
计的。相参雷达是利用大时宽带宽积的脉冲压缩导雷达具有较好的抗有源干扰能力[]。
波形原理,主要包括相位编码和线性调频两大类本文在分析相位编码末制导雷达技术特点、波
7
[]。由于相位编码信号形式具有良好的低截获概形设计特征等的基础上,仿真分析了有源干扰对相
率特性,且其发射波形具有类似噪声的特点,所以位编码末制导雷达的影响,指出了对抗采用相位编
11
在作战对象为低速运动目标的领域里应用较多[]。码雷达的反舰导弹的干扰样式、干扰技术以及干扰
202091820201023
∗收稿日期:年月日,修回日期:年月日
作者简介:张军周,男,硕士,研究员,研究方向:末制导雷达、电子对抗、系统建模与仿真。刘益辰,男,硕士,工程师,
研究方向:电子对抗系统设计。尹天宫,男,硕士,工程师,研究方向:制导雷达、电子对抗系统设计。
2021381
年第期舰船电子工程
基本要求。相位编码信号虽然不存在速度和速度之间的
耦合关系,但是却多普勒频移十分敏感。如果被压
2相位编码末制导雷达的技术特点
缩的信号存在多普勒频移,将会破坏各子脉冲的相
采用相位编码体制的末制导雷达具有良好的位关系,从而降低信号的处理增益。特别是在对高
低截获概率,在获取目标时域特性的同时,通过相速运动目标进行探测时,由多普勒频移导致的失配
6
参积累还可以获取目标的多普勒特性,增加了雷达比较严重[]。
2
从图仿真可以看出,当f/B>,将
信息获取纬度,使得相位编码体制的末制导雷达的d
目标识别和选择能力得到增强,具有一定的综合抗产生严重的失配,主瓣幅度显著下降,最大峰值旁
2
干扰能力[]。瓣与主瓣之比显著提高。所以,对于编码信号进行
10
相位编码雷达信号通常采用伪随机数编码序多普勒调制时,f的选择将非常重要[]。
d
列对高频宽脉冲进行相位调制,采用无周期的编码编码信号的距离旁瓣和子码的个数有关,子码
4
方式,类似于随机噪声[]。二相编码时域波形图如越多,脉压后的主副瓣比越大,距离旁瓣越低。对
1
图所示。于单个编码信号波形来说,脉压处理后普遍存在比
较高的距离旁瓣。为此,编码信号在设计时采用脉
间编码规则不同的波形,通过脉间波形的差异,降
低相参积累后的距离旁瓣。在相参积累期间,脉间
编码波形不同是编码雷达和线性调频雷达最大的
不同。这也决定了对于编码雷达的干扰要难于线
性调频末制导雷达。
300
250
200
1
图二相编码时域波形图150
12100
虽然相位编码雷达具有低截获概率[]和强抗
干扰能力的特点,但同样也伴随着多普勒敏感、较50
0
高的距离旁瓣等问题产生,这和线性调频信号完全020040060080010001200
5
不同[]。a
()脉间编码波形不变
250300
200250
200
150
150
100
100
5050
00
020040060080010001200020040060080010001200
b
a()脉间编码波形变化
()无多普勒调制3
70图脉间码型变化前后积累图
603
从图可以看出,采用脉间编码波形变化后,
5020dB
目标的距离旁瓣明显降低,旁瓣幅度降低以
40
30上。
20总之,采用相位编码信号体制的相参雷达和采
10用线性调频信号体制的相参雷达,其发射信号的工
0
020040060080010001200作时序,脉间波形调制样式等存在较大的差异。这
b也造成对抗相位编码末制导雷达和对抗线性调频
()多普勒调制过大
2
图相位编码信号增加多普勒调制前后末制导雷达,其干扰方法也存在很大的差异。
82321
张军周等:对抗相位编码末制导雷达有源干扰方法研究总第期
雷达发射脉冲
3对抗相位编码末制导雷达的有源脉冲前沿
干扰方法设计
对抗反舰导弹末制导雷达的有源干扰,主要包
t
括压制式干扰和欺骗式干扰两大类。压制式干扰片段采样数字储频
Δt1Δt2Δt3Δt4
以噪声连续波或者准连续波为主,主要表现形式包存储存储存储存储
括扫频干扰,宽带噪声干扰,窄带阻塞干扰,梳状谱
等干扰方式。欺骗式干扰主是通过对侦收到的雷
t
达发射信息进行数字储频后,再对储频信号片段进多重复制后转发
Δt1Δt2Δt3Δt4
多次复制
行延迟、速度调制以及多次复制,再按照不同的时输出输出输出输出
序通过干扰发射机辐射出去,主要干扰形式包括速
-
度拖引干扰、距离拖引干扰、距离速度拖引干扰以
9t
及多假目标干扰[]。4+
图间歇采样储频多普勒调制转发干扰输出时序示意图
相位编码体制末制导雷达发射波采是脉间相4
如图所示,当舰载雷达侦察设备截获到末制
干的,而接收系统实际上是一个窄带的匹配滤波
导雷达发射脉冲信号前沿时,首先从脉冲前沿开始
器。对于传统的干扰方式,无论窄带阻塞干扰、宽
进行片段采样数字储频,然后再进行复制、调制转
带噪声干扰、扫频干扰还是梳状谱干扰,均与雷达
发射波不相干,因此接收波经脉冲压缩后,能滤除发。之后再进行片段采样储频,然后再调制转发。
大部分噪声能量,极大地降低了压制式干扰的功率交替进行调制转发和片段采样储频,直至该脉冲信
利用率,因此压制式干扰对于线性调频体制末制导号结束。
6
[]片段采样的信号时长可以根据侦察设备的最
雷达不能起到有效的干扰作用。4
大储频深度灵活设置,如图所示,采样存储片段
目前对于相位编码体制末制导雷达的有源干1234
ΔtΔtΔtΔt
扰以欺骗式干扰为主。但近年来,随着数字处理能如图中所示分别为、、、等。为了确保
力和运算能力的飞跃式发展,大量复杂的目标识别干扰的有效性,采用片段的时长不宜过长或者过
算法和抗干扰算法的成功应用,使得相位编码体制短。采样储频片段的时长以整个脉冲宽度的十分
10μs
末制导雷达的综合抗干扰能力水平大幅提升。常之一到五分之一为宜。比如脉冲宽度为,则
-1μs~2μs
规的距离拖引干扰、速度拖引干扰、距离速度联合推荐片段采样的宽度为为宜。
2
拖引干扰以及多假目标干扰都无法做到同时对线)对每个储频片段进行多普勒调制后再进行
性调频体制末制导雷达的时域和频域特性造成影转发
响,从而导致常规的欺骗干扰手段效果不佳。由于相位编码信号具有对多普勒敏感的特性,
利用相位编码体制末制导雷达工作时在相参所以需要谨慎对待相位编码信号的多普勒调制。
积累期间,载频、脉冲重复周期均不变,脉间信号调由于相位编码体制末制导雷达在回波信号相
制样式变化的特性,以及相位编码信号对多普勒敏参积累期间,载频和脉冲重复周期均保持不变。假
+
感的特性,设计一种间歇采样储频多次复制转发设,相位编码体制末制导雷达的脉冲重复周期为
PRT
的有源干扰样式。该有源欺骗干扰样式可对相位,载频为F0,相参积累个数为N。
=1/
编码体制末制导雷达的时域和频域回波同时造成雷达的脉冲重复频率为PRFPRT;
/
影响,从而造成雷达的检测和识别非常困难,实现雷达发射信号的波长为λ=cF(0c为光速);
=*/2
对新型反舰导弹相位编码体制末制导雷达的有效雷达的多普勒分辨率为v(λPRF)(N)。
干扰。对于相位编码信号的多普勒调制应该以多普
+-5v5v
间歇采样储频多普勒调制转发干扰的实现过勒分辨率为准,多普勒调制范围在[,]之间,
程如下:这样才能保障相位编码信号在脉压后损失较小。
1
)对接收到每个脉冲进行间歇片段采样数字由于当前相位编码末制导雷达的距离分辨率
32m~5m
储频[]已经达到的量级,所以舰船目标回波已经
首先,对侦收到的雷达发射脉冲进行片段采样呈现出明显的面目标特征。所以,为了达到良好的
数字储频。欺骗干扰效果,需要对片段采样储频的信号进行多
2021383
年第期舰船电子工程
+
次复制。其中多次复制是为了形成多个强散射点,序和技术特点,提出一种间歇采样储频多普勒调
用于模拟舰船回波的多强散射点反射特征。比如制转发的新型干扰样式。并对间歇片段采样储频
5
对于典型中大型作战舰船来说可形成个左右的的宽度、片段复制的次数、多普勒调制的范围等策
3~6
强散射点,所以多次复制的推荐次数以次为略进行详细设计。通过对新型反舰导弹相位编码
宜。末制导雷达发射的每一个脉冲进行片段采样、储
4建模仿真频、多次复制多普勒调制后再进行转发干扰,可对
相位编码末制导雷达的时域和频域回波同时造成
根据上一节的参数设计进行建模仿真。参数影响,导致雷达恒虚警检测和目标特性识别非常困
设计如下:难,具有良好的干扰效能。
1M255
)编码信号采用码序列,字码长度;
2
)脉间码型变化;参考文献
364
)积累个数;1.
41000Hz[]孙东延,陶建锋,付全喜相位编码信号的多普勒补偿
)脉冲重复频率;
55[]空军工程大学学报(自然科学版),():
)数字储频片段段;51-53.
64
)储频片段复制次数次;.
7-5m/s+5m/s[]易正红相位编码雷达信号特征研究[]电子对抗技
200226-9.
)多普勒速度调制范围[,]之间。术,():
33.
干扰效果图如图所示。[]王雪松,刘建成,张文明,等间歇采样转发干扰的数
-901.
×107学原理[]中国科学(技术科学),,():
.
[]胡爱明,胡可欣相位编码信号在雷达中的应用[]
6200730566-6882.
舰船电子对抗,,():,
.
[]杨海涛低截获概率雷达信号积累及存储设计[]西
22007.
安:西安电子科技大学,
.
80[]张亮相位编码雷达新型干扰技术研究[]长沙:国防
603002008.
40200科学技术大学,
201007.
00[]刘斌,黄韦艮,杨劲松,等船载雷达海上运动船只探
多普勒向距离向C//2008
测方法研究[]中国仪器仪表与测控技术进展
10Ⅱ2008.
大会论文集(),
8.
20[]潘明海,陈振华,魏仲民,等弹载脉冲多普勒雷达天
J.
30线波束内群目标的超分辨率检测[]南京航空航天大
2008288-93.
学学报,():
.
多普勒向[]李继锋,盛骥松相位编码雷达干扰技术研究[]现代
5020092116-18.
电子技术,():
10.
60[]蔡凤丽相位编码信号脉冲压缩旁瓣抑制技术研究
.
[]南京:南京理工大学,
-Fourier
5[]吴兆平,符渭波,苏涛,等基于快速变

换的雷达高速目标检测[]电子与信息学报,,
3481866-1871.
():
.
[]徐磊磊相位编码信号低截获性能分析及设计[]西
2015.
本文根据相位编码体制末制导雷达的工作时安:西安电子科技大学,