CN104076339B - 一种高重频超宽带干扰脉冲的脉宽设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及雷达干扰技术，具体的说是涉及高重频超宽带脉冲对脉冲压缩雷达的干扰技术。本发明的方法从高重频超宽带脉冲的频域特征出发，在对雷达接收机模型合理简化的基础上，建立了干扰信号脉冲宽度与干扰效能的理论关系模型，从而得出脉宽。本发明的有益效果为，在雷达接收机工作频率已知的前提下，可以快速确定最佳的高重频超宽带干扰脉冲的脉冲宽度，使得雷达接收机脉冲压缩后的干扰功率达到最大，实现更为有效的压制干扰；且方法简单、运算量小，便于实际应用。本发明尤其适用于高重频超宽带干扰脉冲的脉宽设计方法。

Description

一种高重频超宽带干扰脉冲的脉宽设计方法
技术领域
本发明涉及雷达干扰技术，具体的说是涉及高重频超宽带脉冲对脉冲压缩雷达的干扰技术。
背景技术
随着现代雷达技术在抗截获性与抗干扰性方面的发展，传统的雷达干扰方式受干扰机功率器件制造技术的限制，往往难以获得有效的干扰。为了实现更有效的干扰效果，在继续发展高功率技术的同时，需要采用更有效的干扰样式发展干扰技术。
高重频超宽带脉冲是一种特殊的无载波、高重频、超宽带信号。由于干扰脉冲的脉冲宽度(通常可达到ns量级)远小于雷达发射信号的脉冲宽度，占据极宽的频谱范围，可同时覆盖宽频带工作范围内的组网或单部雷达。因此，高重频超宽带脉冲干扰技术不需要对脉冲宽度、脉冲重复频率、调制特征等雷达信息进行侦收及频率瞄准，可实现在指定有效区域内对雷达目标的快速干扰，具有重要的应用前景。
与传统窄带干扰信号相比，高重频超宽带脉冲独特的信号时频特征使其在雷达接收机中的响应特性与传输规律更为复杂，模型的构建与理论分析难度较大。目前国内外针对高重频超宽带脉冲的干扰机理尚缺乏深入的理论研究，在脉冲参数与干扰效能的关系模型方面更是研究空白。
发明内容
本发明所要解决的，就是针对上述问题，提出一种高重频超宽带干扰脉冲的脉宽设计方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种高重频超宽带干扰脉冲的脉宽设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.获取高重频超宽带脉冲的频域响应中最接近雷达接收机工作频率的离散谱线所对应的频率f0；具体方法为采用公式f0＝k0·PRF；其中，PRF为高重频超宽带脉冲的脉冲重复频率，fc为雷达接收机的工作频率；
b.根据干扰脉冲在脉冲压缩后的功率Pj与脉冲宽度τ的关系模型获取脉宽值；具体方法为：构建函数其中，τ为脉冲宽度；将步骤a中获得的频率f0带入函数f(τ)，取不同脉冲宽度τ值计算f(τ)，在f(τ)取得最大值时此时的脉冲宽度τ的取值为需要获取的脉宽值。
本发明的有益效果为，在雷达接收机工作频率已知的前提下，可以快速确定最佳的高重频超宽带干扰脉冲的脉冲宽度，使得雷达接收机脉冲压缩后的干扰功率达到最大，实现更为有效的压制干扰；且方法简单、运算量小，便于实际应用。
附图说明
图1是典型的脉压体制接收机组成框图；
图2是脉冲宽度τ＝1ns时，高重频超宽带脉冲的频域响应图；
图3是是脉冲宽度τ＝1ns时，高重频超宽带脉冲的频域响应在f＝575MHz附近的局部放大图；
图4是自变量τ的取值在0.4ns至5ns范围内变化时，f(τ)的导函数的示意图；
图5是不同脉冲宽度对应的脉压后干扰脉冲功率示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，详细描述本发明的技术方案：
实施例：
本例中选取如附图1所示的相位编码脉压接收机，工作频率为575MHz，带宽为5MHz，发射功率为40Kw，发射信号脉宽600us，脉压比300，雷达天线增益30dB；令干扰机等效辐射功率为120Kw并经过95dB衰减器，干扰脉冲的脉冲重复频率为250KHz，干扰机距雷达1.75Km；目标距离雷达300Km，其RCS为1m2。
最佳脉冲宽度的设计包括以下步骤：
(一)在本实施例中，雷达工作频率fc为575MHz，高重频超宽带脉冲的脉冲重复频率为250KHz，由式通过计算得到，k0＝2300。
(二)如附图2、附图3所示，高重频超宽带脉冲的频域响应在f＝k·PRF,k∈Z处会出现离散谱线。由步骤(一)中k0的取值计算得到最接近雷达接收机工作频率的离散谱线所对应的频率为f0＝k0·PRF＝575MHz。
(三)在雷达参数与高重频超宽带干扰脉冲的平均功率、脉冲重复频率均保持不变的情况下，构建反映干扰脉冲在脉冲压缩后的功率与脉冲宽度之间关系的函数
(四)将步骤(二)中计算得到的f0代入步骤(三)中的函数，对f(τ)求导，导函数如附图3所示，根据导函数进行单调性分析，计算得到在f(τ)取得最大时τ的取值。从而找到最优的脉冲宽度使得脉压后的干扰脉冲功率可以取得最大值，即干扰效果达到最好。本实施例中，通过对f(τ)的单调性分析，得到在雷达工作频率为575MHz时，τ＝0.65使f(τ)取得最大。考虑到脉冲产生器件对脉宽的限制，得到在τ＝0.6ns时，脉冲压缩后的干扰脉冲功率达到最大，此时干扰效果最佳。
对附图1所示的脉压体制接收机进行建模，对脉冲宽度在0.4ns到5ns范围内变化的高重频超宽带干扰脉冲在相位编码脉压接收机内的响应进行仿真，得到不同脉冲宽度的干扰脉冲在脉冲压缩后的功率，如附图4所示。对脉冲宽度在0.4ns到5ns范围内变化的高重频超宽带干扰脉冲对相位编码脉压接收机的干扰效能进行仿真，得到脉压接收机在不同干扰脉宽下的检测概率，图5是不同脉冲宽度对应的脉压后干扰脉冲功率示意图，如表1所示，其中Pd为脉压后干扰信号功率：
表1到脉压接收机在不同干扰脉宽下的检测概率
τ/ns 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
Pd 0.59 0.51 0.466 0.49 0.5225 0.605
τ/ns 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
Pd 0.7 0.83 0.9225 0.9975 1 1
综合仿真结果，得到与理论推导一致的结论，即在高重频超宽带干扰脉冲的脉宽τ＝0.6ns时，脉冲压缩后的干扰脉冲功率达到最大，此时干扰效果达到最佳。

Claims (1)

1.一种高重频超宽带干扰脉冲的脉宽设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.获取高重频超宽带干扰脉冲的频域响应中最接近雷达接收机工作频率的离散谱线所对应的频率f0；具体方法为采用公式f0＝k0·PRF；其中，PRF为高重频超宽带脉冲的脉冲重复频率，fc为雷达接收机的工作频率；
b.根据干扰脉冲在脉冲压缩后的功率Pj与脉冲宽度τ的关系模型获取脉宽值；具体方法为：构建函数其中，τ为脉冲宽度；将步骤a中获得的频率f0带入函数f(τ)，取不同脉冲宽度τ值计算f(τ)，在f(τ)取得最大值时此时的脉冲宽度τ的取值为需要获取的脉宽值。
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