針對LFM信號的移頻干擾應用研究

李圣衍，胡 東，許 森

(南京電子技術研究所，南京 210039)

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針對LFM信號的移頻干擾應用研究

李圣衍，胡 東，許 森

(南京電子技術研究所，南京 210039)

由于線性調頻(LFM)信號的時頻耦合特性，通過對接收到的LFM信號疊加不同的多普勒頻率，可以產生較好的干擾效果。首先介紹移頻干擾原理，并對幾種移頻方式開展仿真研究，最后介紹了在外場驗證的情況。

脈沖壓縮；移頻干擾;線性調頻信號

0 引 言

為了兼顧發射功率和距離分辨率，大多數雷達采用脈沖壓縮信號，主要包括線性調頻(LFM)信號和相位編碼信號，目前以采用LFM信號居多，該類信號具有時頻耦合特性，附加的頻移可以產生附加的距離延時。在對抗中可以利用該特性，產生附加的假目標，在某些場合，起到很好的干擾效果。

1 移頻干擾原理[1]

由于脈壓信號具有時頻耦合效應,可以利用該效應進行干擾。分析如下：

假設線性調頻信號為：

(1)

式中:A為振幅;ω0為載頻頻率;μ為掃頻率，μ=2πB/T，B為脈沖寬度T內的頻率變化量。

與線性調頻信號相匹配的濾波器響應函數為：

(2)

濾波器輸出：

(3)

線性調頻信號與濾波器匹配時，濾波器的輸出是信號s(t)的自相關函數。當信號有多普勒頻移時:

(4)

這時濾波器的輸出是s(t,ω0)和h(t)的互相關函數，即:

(5)

對式(5)進行三角函數的和、差化積后，略去高次諧波項并積分得到：

(6)

壓縮信號的包絡在t=0處呈現主峰，且隨t的增大，包絡按sinc函數規律衰減；當ωd≠ 0時，主峰在t=-ωd/μ時刻出現；當ωd為正時，主峰出現的時刻相對于ωd=0時主峰出現的時刻超前；當ωd為負時，主峰出現的時刻將滯后。隨著ωd絕對值的增大，主峰的寬度增加而高度下降。因此通過移頻，可實現信號脈壓后前移，從而覆蓋真實目標的回波。

2 仿真分析

針對LFM信號，考慮硬件實現，疊加fd的方式主要有以下幾種：

(1) 方式直接疊加多個fd，根據前述原理分析，利用調頻斜率，可以計算距離偏移量，仿真如下：LFM信號，帶寬2MHz，脈寬250μs，加正fd，脈壓后第1個脈沖前沿前移最大40μs，前移后的脈沖間隔5μs。

通過計算可得fd=40 kHz，80 kHz，120 kHz，160 kHz，200 kHz，240 kHz，280 kHz，320 kHz，幅度分別下降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) 將LFM信號分別截取成子脈沖，每個子脈沖分別疊加fd，仿真如下：

LFM信號，帶寬=2MHz，脈寬=250μs，分5段截取，子脈沖50μs，每個子脈沖加正fd，脈壓后第1個脈沖前沿前移最大40μs，后續脈沖前移后的脈沖間隔8μs。

通過計算可得，疊加5個fd分別為64 kHz，128 kHz，192 kHz，256 kHz和320 kHz，但只有4個明顯的峰，分別提前8，16，24，32 μs，幅度分別下降0.806 4，0.805 4，0.808 6，0.770 6。由于相位不連續性，信號合成后造成信號畸變，產生多個次峰。在40 μs處有1個峰，但幅度下降了0.96，已無法檢測。

圖1 疊加多個多普勒頻率脈壓圖

圖2 寬脈沖截斷疊加多普勒脈壓圖

(3) 可以采取間隙采樣同時疊加多個fd，仿真如下：

仿真參數為：脈寬100μs,帶寬2MHz,fd1=100 kHz,fd2=200 kHz,fd3=300 kHz,fd4=400 kHz,fd5=500 kHz,間隙采樣時間=2.5、5 μs，占空比50%。結果如下：采用間隙+移頻方式可以有效增加突前假目標的密度和數量，但干擾功率會下降，實際試驗時，需增加相應功率，才能掩蓋目標。

3 試驗結果

利用數字射頻存儲器(DRFM)硬件平臺產生不同方式的移頻干擾，在外場和實際雷達對接，取得較好的效果。圖3～圖5為自衛干擾狀態下產生的密集假目標，包括脈壓結果和PPI顯示結果。從圖中可以看出，利用移頻干擾可以產生突前的假目標，但假目標的功率偏小，真實的目標還是能夠顯露出來。

圖3 間隙+移頻干擾脈壓圖

圖4 雷達脈壓結果

4 結束語

利用LFM信號的時頻耦合特性，通過疊加多個fd，脈壓后可以產生多個假目標，對抗雷達前沿跟蹤，或在自衛干擾中產生前移假目標，覆蓋目標回波。該樣式還可以和間隙采樣干擾、密集假目標組合使用，起到較好的干擾效果。實際工作時，需要提前測出LFM的調頻斜率，這樣才能計算所需fd的值?？傊?，在實際工程應用中，移頻干擾應該是對付LFM雷達信號行之有效的干擾樣式。

圖5 雷達PPI顯示結果

[1] 王雪松，肖順平，馮德軍，等.現代雷達電子戰系統建模與仿真[M].北京：電子工業出版社，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