对新型反舰导弹末制导相参雷达的有源干扰

张军周，李传庆

(中国船舶工业系统工程研究院，北京 100094)

对新型反舰导弹末制导相参雷达的有源干扰

张军周，李传庆

(中国船舶工业系统工程研究院，北京 100094)

根据脉冲压缩相参雷达抗干扰技术的特点，研究了针对脉冲压缩相参雷达的干扰样式和干扰要求，并通过仿真分析了对脉冲压缩相参雷达的有源干扰效果及其特点。

反舰导弹；相参雷达；有源干扰

0 引 言

现代新型反舰导弹末制导雷达几乎都采用基于脉冲压缩的相参工作体制。相参体制雷达较好地解决了距离分辨率和发射功率之间的矛盾，通过脉冲匹配压缩和相参积累可以大幅度提高雷达的接收灵敏度，使得雷达达到较远作用距离的情况下需要的发射功率较小，所以相参体制雷达具有良好的低截获概率特性。相参体制雷达在获取目标时域特性的同时，通过相参积累也可以获取目标的多普勒域特性，信息获取维度的增加使得相参体制雷达具有较好的综合抗干扰能力。

本文在分析脉冲压缩相参雷达抗干扰技术特点的基础上，对脉冲压缩相参雷达进行有源干扰仿真分析，指出了对抗采用脉冲压缩相参雷达寻的反舰导弹的有源干扰技术、干扰样式以及基本要求。

1 雷达有源干扰样式分析

对抗导弹末制导雷达的有源干扰，主要包括压制性干扰和欺骗性干扰。

有源压制干扰通过发射高功率随机信号，在时域、频域或者变换域上掩盖目标回波，破坏雷达信息获取能力。有源压制干扰主要表现形式包括宽带噪声干扰、窄带阻塞干扰、扫频干扰、梳状谱干扰等。常规的有源欺骗干扰包括距离假目标干扰和速度假目标干扰、距离-速度联合假目标干扰。通过在多个脉冲重复周期调制与真实目标行为类似的时延和多普勒频率可以产生距离波门拖引干扰、速度波门拖引干扰以及距离-速度联合波门拖引干扰。

现代新型反舰导弹末制导雷达几乎都采用基于脉冲压缩的相参工作体制。由于脉冲压缩相参雷达采用了脉内或脉间相干的发射波形，其接收系统实际上是一个窄带的匹配滤波器。对于传统的压制性干扰，无论宽带噪声干扰、窄带阻塞干扰、扫频干扰还是梳状谱干扰，由于其与雷达发射波形不相干，所以经脉冲压缩后，噪声能量被大部分滤除，干扰的功率利用率极低，因此传统的噪声压制干扰对于相参雷达不能起到有效的干扰作用。

有源欺骗干扰包括相干欺骗干扰和非相干欺骗干扰。两者的区别在于相干转发干扰不但能复制并转发雷达信号的幅度和频率，还能把雷达辐射的信号相位信息(包括脉间相位信息)进行复制转发。由于脉冲压缩雷达信号波形间存在相干特征，因而对其的干扰技术研究也相应地以相干干扰技术为主。数字射频存储(DRFM)技术是实现相干干扰的关键，也是欺骗干扰设备的核心部分。

对于常规的距离、速度欺骗干扰，脉冲压缩雷达具有一定的抗干扰能力。对脉冲压缩雷达来说，采用脉冲组快速傅里叶变换进行相参积累，可以获得目标的多普勒信息，实现时间和多普勒轴上对目标信号的二维处理；若假目标的距离和速度不匹配，则由二维跟踪可以较容易地剔除假目标。

从以上分析可知，常规的压制干扰或者欺骗干扰，无论干扰形式相干或者非相干，其对脉冲压缩雷达均不能起到较好的干扰效果。

针对脉冲压缩体制雷达的信号特点以及相参雷达在时频二维图像上的检测方法，设计一种灵巧噪声+多假目标移频干扰。该干扰形式兼具有源欺骗干扰和有源压制干扰的优点，其主要通过干扰机对截获的雷达发射信号进行片段复制，并在时域里重复转发，同时在速度域上进行移频调制，在幅度上进行近似噪声调制，从而形成密集的假目标干扰[1-2]。

2 干扰效果及特点分析

以线性调频信号形式为例，进行灵巧噪声+多假目标移频干扰的效果以及特点分析。

当脉冲压缩信号的时宽带宽积较大时，发射脉冲的宽度也较大。如果采用全脉冲储存转发，假目标至少落后于真目标回波1个脉冲宽度，这样假目标有可能已经不在雷达距离波门内。即使还可以被雷达探测到，由于假目标落后于真目标太多，其干扰效果是非常有限的。同时，受信号处理硬件资源的限制，数字储频的存储深度有限。所以，对于大时宽带宽积的信号，采用间歇片段采样直接转发的形式为主。对大时宽带宽积的信号存储和输出时序如图1所示。

图1的工作原理是：当截获到大时宽雷达信号时，高保真采样其中的一小段信号后，马上进行处理，转发然后再采样，处理转发下一段，采样转发分时交替工作，直到大时宽信号结束。片段采样的信号时长可以灵活设置。

干扰机在进行片段采样并转发时，既可以增加移频调制，也可以增加幅度调制。

移频干扰是指干扰设备对接收到的雷达信号增加1个多普勒频移量形成干扰信号后转发出去，形成和真实目标存在一定速度差异的假目标。对于线性调频信号来说，由于其在时间和速度上的强耦合性，形成的假目标在距离上或领先于匹配目标，或落后于匹配目标。具体情况取决于多普勒频移量的正或负。

移频干扰信号可以表示为[4-5]：

(1)

式中:T为脉宽;f0为中心频率;fd为附加的频移;K为频率变化斜率，且K=B/T，B为信号瞬时带宽。

线性调频信号经过匹配滤波后，输出脉冲信号yξ(t)的包络为:

|yξ(t)|=

0

(2)

(3)

为了起到更好的干扰效果，fd的取值不宜多大，否则一方面会造成脉压失配严重，造成信号能量损失较大；另一方面也会造成频移后距离上的位移偏大，距离欺骗干扰效果不明显。

灵巧噪声干扰是指兼有噪声干扰和欺骗干扰技术特点的干扰样式[3]。与移频干扰相比，不是用固定信号对复制的雷达信号进行幅度调制，而是改用噪声信号进行幅度调制后，再发射出去形成干扰信号。

该干扰信号会使雷达脉压后的输出产生许多噪声脉冲，而这些脉冲在时间上与雷达真正的目标回波重叠并且覆盖住目标回波。这种干扰波形虽不具有真正转发式干扰机的全部效果，但由于干扰信号与雷达发射波形相匹配，故可以消除雷达在对付噪声干扰时所获得的处理增益而形成有效干扰。

通过将灵巧噪声干扰+多假目标移频干扰的综合使用，无论是时间域上还是多普勒域上，均会造成相参雷达无法在多假目标复杂环境中正确地识别舰船目标；同时灵巧噪声干扰也会造成信号杂波背景的迅速抬高，从而导致目标信杂比的大幅降低，对雷达的检测处理也可以造成较大的影响。

3 仿真验证

3.1 仿真模型

雷达信号选择线性调频(LFM)脉冲压缩信号，信号瞬时带宽10 MHz，信号时宽20 μs，其仿真框图如图 3所示。

仿真模型中的舰船目标为点目标，干扰模型基于舰船目标的灵巧噪声+多假目标移频干扰形式。按照末制导雷达的数据处理流程进行信号处理以及干扰效果的仿真。

3.2 仿真过程

灵巧噪声+多假目标移频干扰中假目标的个数为4个，其中前置干扰2个，延迟干扰2个。灵巧噪声的分布采用经典的白噪声分布。

(1) 舰船目标模型

随着脉冲压缩技术在末制导雷达上的广泛应用，雷达的距离分辨率也越来越高，舰船目标在脉压后已具有扩展目标特性。本仿真主要是为了仿真干扰效果，所以舰船采用简单的点目标模型。图 4为舰船目标脉压后的时域特征。

(2) 舰船+干扰目标模型

图 5为舰船+干扰目标脉压后的时域特征。图中数字射频存储器(DRFM)对雷达信号的复制宽度不大于4 μs，移频量不超过信号瞬时带宽的10%，形成2个前置干扰，2个延迟干扰，其干扰目标距离最大不超过2.5 μs。由于采用间歇片段采样，干扰信号在时域上能量损失较大，所以在输出时可根据占空比适当地提高干扰的输出功率。

(3) 相参积累结果

为了获取回波的多普勒域(即时域)特征，在脉压后需要进行相参积累。图 6为舰船+干扰相参积累后的时频域特征图，其中相参积累脉冲数为32个。由于干扰设备和雷达设备的时序不同步，对于雷达每个脉冲重复周期来说转发干扰脉冲的时序存在一定的差异，或者存在丢失情况，从而造成积累后多普勒域上能量存在一定程度的分散。图 6的仿真中考虑了时序差异和脉冲丢失情况。

从图6可以看出，舰船目标信号和干扰目标信号无论是在时域上还是多普勒域上均无法分离，造成舰船目标无法通过恒虚警检测，最终导致雷达丢失目标。

4 仿真结论

通过上述分析可知，灵巧噪声干扰+多假目标移频干扰可对脉冲压缩相参体制雷达产生较好的干扰效果。该干扰形式在设计时充分考虑了脉冲压缩雷达的信号特点，同时又考虑到DRFM硬件的存储能力和处理能力。通过对雷达发射脉冲进行分段采样，增加灵巧噪声调制和移频调制后快速转发，可以在舰船周围形成类似于高密度箔条云的质心干扰效果，直接影响到雷达目标的检测，最终导致雷达丢失目标或者选择错误的跟踪点。

5 结束语

现代新型反舰导弹末制导雷达几乎都采用基于脉冲压缩的相参工作体制。常规的噪声压制干扰、扫频干扰、梳状谱干扰等均不能对其产生较好的干扰效果。相干干扰是对脉冲压缩体制雷达实施干扰的必要条件。通常反舰导弹末制导雷达发射信号宽度的设置随其与目标的距离而变化，在远距离时为了确保作用距离，雷达信号的时宽较大；随着距离接近，考虑到电磁隐身效果，雷达信号时宽越来越窄。所以，在灵巧噪声干扰+多假目标移频干扰的使用时，应考虑到弹目距离，同时兼顾转发延时及雷达距离波门宽度的限制。

[1] 刘忠.基于DRFM的线性调频脉冲压缩雷达干扰新技术[D]．长沙:国防科学技术大学,2006．

[2] 张斌,张英波.线性调频脉冲压缩雷达信号干扰仿真研究[J].现代电子技术，2008，31(7)：11-13.

[3] 汤礼建，黄建冲.线性调频脉压雷达的灵巧噪声干扰研究[J]．电子对抗，2008(1):14-17.

[4] 顾炳永,刘荣丰,李博.抗脉冲压缩相参雷达寻的反舰导弹的有源干扰研究[J].舰船电子对抗，2013，36(6):9-14.

[5] 朱燕，赵国庆.对线形调频脉压雷达干扰方法的研究[J].电子科技，2004(4):57-59.

ActiveJammingtoTerminalGuidanceCoherentRadarofNewAnti-shipMissile

ZHANG Jun-zhou,Li Chuan-qing

(Systems Engineering Research Institute,Beijing 10094,China)

According to the characteristics of anti-jamming technology of pulse compression coherent radar,this paper studies the jamming modes and requirements to pulse compression coherent radar,analyzes the effect and characteristic of active jamming to pulse compression coherent radar through simulation.

anti-ship missile；coherent radar；active jamming

2017-05-21

TN972.1

A

CN32-1413(2017)06-0024-04

10.16426/j.cnki.jcdzdk.2017.06.005