针对LFM信号的移频干扰应用研究

李圣衍，胡 东，许 森

(南京电子技术研究所，南京 210039)



针对LFM信号的移频干扰应用研究

李圣衍，胡 东，许 森

(南京电子技术研究所，南京 210039)

由于线性调频(LFM)信号的时频耦合特性，通过对接收到的LFM信号叠加不同的多普勒频率，可以产生较好的干扰效果。首先介绍移频干扰原理，并对几种移频方式开展仿真研究，最后介绍了在外场验证的情况。

脉冲压缩；移频干扰;线性调频信号

0 引 言

为了兼顾发射功率和距离分辨率，大多数雷达采用脉冲压缩信号，主要包括线性调频(LFM)信号和相位编码信号，目前以采用LFM信号居多，该类信号具有时频耦合特性，附加的频移可以产生附加的距离延时。在对抗中可以利用该特性，产生附加的假目标，在某些场合，起到很好的干扰效果。

1 移频干扰原理[1]

由于脉压信号具有时频耦合效应,可以利用该效应进行干扰。分析如下：

假设线性调频信号为：

(1)

式中:A为振幅;ω0为载频频率;μ为扫频率，μ=2πB/T，B为脉冲宽度T内的频率变化量。

与线性调频信号相匹配的滤波器响应函数为：

(2)

滤波器输出：

(3)

线性调频信号与滤波器匹配时，滤波器的输出是信号s(t)的自相关函数。当信号有多普勒频移时:

(4)

这时滤波器的输出是s(t,ω0)和h(t)的互相关函数，即:

(5)

对式(5)进行三角函数的和、差化积后，略去高次谐波项并积分得到：

(6)

压缩信号的包络在t=0处呈现主峰，且随t的增大，包络按sinc函数规律衰减；当ωd≠ 0时，主峰在t=-ωd/μ时刻出现；当ωd为正时，主峰出现的时刻相对于ωd=0时主峰出现的时刻超前；当ωd为负时，主峰出现的时刻将滞后。随着ωd绝对值的增大，主峰的宽度增加而高度下降。因此通过移频，可实现信号脉压后前移，从而覆盖真实目标的回波。

2 仿真分析

针对LFM信号，考虑硬件实现，叠加fd的方式主要有以下几种：

(1) 方式直接叠加多个fd，根据前述原理分析，利用调频斜率，可以计算距离偏移量，仿真如下：LFM信号，带宽2MHz，脉宽250μs，加正fd，脉压后第1个脉冲前沿前移最大40μs，前移后的脉冲间隔5μs。

通过计算可得fd=40 kHz，80 kHz，120 kHz，160 kHz，200 kHz，240 kHz，280 kHz，320 kHz，幅度分别下降0.033 7，0.054 8，0.053 8，0.051 0，0.099 4，0.152 8，0.154 6，0.153 3

(2) 将LFM信号分别截取成子脉冲，每个子脉冲分别叠加fd，仿真如下：

LFM信号，带宽=2MHz，脉宽=250μs，分5段截取，子脉冲50μs，每个子脉冲加正fd，脉压后第1个脉冲前沿前移最大40μs，后续脉冲前移后的脉冲间隔8μs。

通过计算可得，叠加5个fd分别为64 kHz，128 kHz，192 kHz，256 kHz和320 kHz，但只有4个明显的峰，分别提前8，16，24，32 μs，幅度分别下降0.806 4，0.805 4，0.808 6，0.770 6。由于相位不连续性，信号合成后造成信号畸变，产生多个次峰。在40 μs处有1个峰，但幅度下降了0.96，已无法检测。

图1 叠加多个多普勒频率脉压图

图2 宽脉冲截断叠加多普勒脉压图

(3) 可以采取间隙采样同时叠加多个fd，仿真如下：

仿真参数为：脉宽100μs,带宽2MHz,fd1=100 kHz,fd2=200 kHz,fd3=300 kHz,fd4=400 kHz,fd5=500 kHz,间隙采样时间=2.5、5 μs，占空比50%。结果如下：采用间隙+移频方式可以有效增加突前假目标的密度和数量，但干扰功率会下降，实际试验时，需增加相应功率，才能掩盖目标。

3 试验结果

利用数字射频存储器(DRFM)硬件平台产生不同方式的移频干扰，在外场和实际雷达对接，取得较好的效果。图3～图5为自卫干扰状态下产生的密集假目标，包括脉压结果和PPI显示结果。从图中可以看出，利用移频干扰可以产生突前的假目标，但假目标的功率偏小，真实的目标还是能够显露出来。

图3 间隙+移频干扰脉压图

图4 雷达脉压结果

4 结束语

利用LFM信号的时频耦合特性，通过叠加多个fd，脉压后可以产生多个假目标，对抗雷达前沿跟踪，或在自卫干扰中产生前移假目标，覆盖目标回波。该样式还可以和间隙采样干扰、密集假目标组合使用，起到较好的干扰效果。实际工作时，需要提前测出LFM的调频斜率，这样才能计算所需fd的值。总之，在实际工程应用中，移频干扰应该是对付LFM雷达信号行之有效的干扰样式。

图5 雷达PPI显示结果

[1] 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.

Study of Frequency Shift Jamming Application to LFM Signal

LI Sheng-yan，HU Dong，XU Sen

(Nanjing Research Institute of Electronic Technology,Nanjing 210039,China)

Due to the time-frequency coupling characteristics of linear frequency modulation (LFM) signal,better jamming effect will arise through adding different Doppler frequencies to the received LFM signal.This paper firstly introduces the frequency-shift jamming principle,and performs simulation study to several frequency-shift modes,finally introduces the validation instance in outfield.

pulse compression;frequency shift jamming;linear frequency modulation signal

2015-02-09

TN974

A

CN32-1413(2015)04-0005-03

10.16426/j.cnki.jcdzdk.2015.04.002