基于PD雷達(dá)的多假目標(biāo)壓制干擾產(chǎn)生及仿真

摘要 假目標(biāo)干擾作為一種重要的欺騙干擾樣式，當(dāng)假目標(biāo)數(shù)目較多時(shí)，干擾將布滿整個(gè)脈沖重復(fù)周期，真實(shí)目標(biāo)信號淹沒在數(shù)量眾多的假目標(biāo)干擾中，達(dá)到多假目標(biāo)壓制干擾的效果。文中通過對雷達(dá)信號處理的建模，構(gòu)成了基本的雷達(dá)回波信號處理系統(tǒng)，并分析了一般假目標(biāo)的產(chǎn)生方式，最后通過Matlab仿真驗(yàn)證了多假目標(biāo)壓制干擾的效果。
關(guān)鍵詞 多假目標(biāo)干擾；PD雷達(dá)；系統(tǒng)仿真

    在電子對抗中，多假目標(biāo)干擾是一種有效的電子攻擊手段，它是通過發(fā)射或投放假目標(biāo)信息欺騙敵方電子設(shè)備，以隱蔽真實(shí)數(shù)據(jù)的電子干擾。多假目標(biāo)的干擾效果是使電子設(shè)備無法從眾多假目標(biāo)背景中識別真實(shí)目標(biāo)，甚至可能使數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)過載或飽和。
    假目標(biāo)干擾是通過產(chǎn)生與真實(shí)目標(biāo)相似的回波來增加敵方雷達(dá)發(fā)現(xiàn)、跟蹤真實(shí)目標(biāo)的難度。在一般的假目標(biāo)干擾中，由于所產(chǎn)生的干擾位置相對固定，干擾較容易被識別和處理。而多假目標(biāo)干擾是通過非固定時(shí)延來產(chǎn)生距離相對隨機(jī)且數(shù)量繁多的假目標(biāo)信號，從而具有更好的干擾效果。多假目標(biāo)干擾在現(xiàn)代電子戰(zhàn)中應(yīng)用日益廣泛，當(dāng)假目標(biāo)數(shù)目很多時(shí)，干擾將布滿整個(gè)重復(fù)周期，雷達(dá)將無法有效辨別區(qū)分真實(shí)目標(biāo)信號和假目標(biāo)干擾信號，從而造成大量的虛警或漏報(bào)，以達(dá)到干擾敵方的效果。

1 雷達(dá)信號處理系統(tǒng)仿真
    文中利用Matlab仿真工具對脈沖多普勒雷達(dá)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)工作過程進(jìn)行了仿真研究，圖1給出了雷達(dá)信號處理系統(tǒng)的仿真流程圖。

    仿真實(shí)例中，分別采用脈寬為10μs，帶寬為2 MHz的線性調(diào)頻信號及13位巴克碼信號為輸入信號進(jìn)行雷達(dá)回波信號仿真，假設(shè)某脈沖多普勒雷達(dá)脈沖重復(fù)頻率Tr=16 kHz，多普勒頻率為fd=7 kHz，目標(biāo)位置為tmobj=20μs。疊加了帶寬與信號帶寬相同的有色噪聲。圖2為線性調(diào)頻信號的信號回波波形，以及脈壓處理后的結(jié)果。

    圖2所示為產(chǎn)生的理想回波信號時(shí)域波形圖，其中有16個(gè)脈沖重復(fù)周期，并且展示了對單個(gè)周期理想回波信號進(jìn)行脈沖壓縮后的結(jié)果。

2 多假目標(biāo)壓制干擾產(chǎn)生及仿真
2．1 假目標(biāo)的產(chǎn)生
    文中主要采用距離欺騙假目標(biāo)及速度欺騙假目標(biāo)，下面以線性調(diào)頻信號為例，介紹這兩種假目標(biāo)的產(chǎn)生。
    產(chǎn)生距離欺騙假目標(biāo)的基本思想是：干擾機(jī)將截獲到的雷達(dá)射頻線性調(diào)頻信號，經(jīng)過一個(gè)時(shí)間延遲△t后發(fā)射回去。這種方式每復(fù)制一次雷達(dá)信號，就可以產(chǎn)生一個(gè)距離假目標(biāo)。產(chǎn)生速度欺騙假目標(biāo)基本原理是：根據(jù)接收到的雷達(dá)信號，同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)與目標(biāo)回波多普勒頻率fd不同的若干個(gè)干擾信號頻移，使雷達(dá)難以檢測fd并且造成其檢測跟蹤的錯(cuò)誤。
    以圖2中的線性調(diào)頻信號為例，雷達(dá)發(fā)射線性調(diào)頻脈沖信號脈寬10μs，回波信號中真實(shí)目標(biāo)的位置為tmobj=20μs。真實(shí)目標(biāo)為動(dòng)目標(biāo)，其多普勒頻率為fd=7 000 Hz，雷達(dá)回波信號疊加了帶寬與信號帶寬相同的有色噪聲，共有16個(gè)脈沖重復(fù)周期，脈沖重復(fù)頻率Tr=16 kHz，下面產(chǎn)生少量假目標(biāo)，來驗(yàn)證仿真結(jié)果是否符合理論推導(dǎo)。
    選定假目標(biāo)的延遲時(shí)間間隔為5μs，產(chǎn)生3個(gè)等間隔延時(shí)的假目標(biāo)，即其位置分別為25μs，30μs，35μs并且設(shè)定其為靜止目標(biāo)，即fdj=0，將假目標(biāo)干擾信號與真實(shí)目標(biāo)回波信號疊加。

    由仿真結(jié)果可以看到，如圖3在距離維，假目標(biāo)干擾信號的位置依次比真實(shí)目標(biāo)延遲5μs，10μs，15μs，符合一開始給定的延遲時(shí)間間隔。由圖3所示，3個(gè)假目標(biāo)的多普勒頻率均為0，即假目標(biāo)為靜止目標(biāo)。從仿真看出，產(chǎn)生的假目標(biāo)干擾信號與真實(shí)目標(biāo)回波信號，得到的假目標(biāo)干擾效果與理論相符。
2．2 多假目標(biāo)壓制干擾
    如圖3所示，在一般的假目標(biāo)干擾中，假目標(biāo)信號是通過對雷達(dá)脈沖進(jìn)行固定的時(shí)延轉(zhuǎn)發(fā)產(chǎn)生的。由于所產(chǎn)生的干擾位置和參數(shù)相對固定，干擾較容易被識別和相關(guān)處理掉。而多假目標(biāo)干擾是通過非固定參數(shù)距離欺騙及速度欺騙來產(chǎn)生距離，多普勒頻率參數(shù)相對隨機(jī)且數(shù)量繁多的假目標(biāo)信號，從而具有更好的干擾效果。以下為對線性調(diào)頻信號進(jìn)行多假目標(biāo)干擾仿真并驗(yàn)證結(jié)果。
    信號脈寬為10μs；帶寬為2 MHz；雷達(dá)脈沖重復(fù)頻率Tr=16 kHz；多普勒頻率為fd=7 kHz；目標(biāo)位置為tmobj=20μs。圖4所示為無假目標(biāo)干擾情況下，線性調(diào)頻信號經(jīng)過雷達(dá)信號處理器后MTD的結(jié)果圖。

    產(chǎn)生多假目標(biāo)干擾與雷達(dá)回波信號疊加，假目標(biāo)數(shù)目為30個(gè)，其中在整個(gè)脈沖周期等間隔的產(chǎn)生假目標(biāo)距離欺騙干擾，延時(shí)間隔1．75 μs，設(shè)置其中10個(gè)干擾假目標(biāo)為靜止目標(biāo)，即多普勒頻率為0，其余假目標(biāo)為動(dòng)目標(biāo)，動(dòng)目標(biāo)的多普勒頻率以1 000 Hz間隔在區(qū)間[1 kHz，16 kHz]產(chǎn)生，干擾信號的強(qiáng)度隨機(jī)為真實(shí)目標(biāo)的0．5～1．5倍，圖5所示為多假目標(biāo)干擾后的處理結(jié)果。
    圖5中20個(gè)速度欺騙假目標(biāo)的多普勒頻率以1 kHz等間隔產(chǎn)生，在距離維上，距離欺騙產(chǎn)生假目標(biāo)以1．75μs為間隔等間隔分布在整個(gè)脈沖周期內(nèi)。30個(gè)假目標(biāo)信號全部通過恒虛警的檢測，此時(shí)雷達(dá)將無法分辨20個(gè)運(yùn)動(dòng)假目標(biāo)與真實(shí)的目標(biāo)，與一般假目標(biāo)干擾相比，多個(gè)相似回波的出現(xiàn)使得真實(shí)目標(biāo)的回波被有效掩蓋，敵方雷達(dá)難以分辨回波的真?zhèn)?，回波?shù)量的增加也使敵方雷達(dá)的目標(biāo)跟蹤負(fù)擔(dān)增大，甚至導(dǎo)致雷達(dá)檢測系統(tǒng)的過載。

3 結(jié)束語
    文中對多假目標(biāo)壓制干擾的砑究，建立在Matlab仿真的基礎(chǔ)上，多假目標(biāo)干擾的特色就在于“多”，其在雷達(dá)單位周期內(nèi)產(chǎn)生的假目標(biāo)布滿整個(gè)重復(fù)周期，使雷達(dá)難以正確檢測到真正的目標(biāo)信號，降低了干擾被識別和處理的概率，文中只對理想狀況下回波進(jìn)行了理論分析及簡單的雷達(dá)信號處理器仿真，并最后得到多假目標(biāo)干擾的效果。