CN109581304A - 一种反侦察抗干扰装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种反侦察抗干扰装置及其方法,属雷达抗干扰装备及方法技术领域。所述装置由平面主阵天线、全向副瓣匿影天线、副瓣匿影组件、频综器等构成；通过副瓣匿影组件产生与雷达发射频率及调频方式不一样的干扰信号，由全向副瓣匿影天线全向辐射，对敌方侦察接收机进行频率和波形欺骗。接收期，回波和敌方转发的欺骗干扰信号经接收回路滤波及数字信号处理，极大提高信/干比，显著增强雷达抗欺骗抗干扰能力。从根本上提高雷达的对抗性能和反侦察能力，切实保证雷达的探测性能。解决转发式欺骗干扰设备对雷达探测性能的影响，及欺骗信号与雷达信号的频差小，对完整转发式干扰机的反侦察欺骗效果差，且无法对瞄准式噪声压制干扰进行欺骗的问题。

Description

一种反侦察抗干扰装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种反侦察抗干扰装置及其方法,属雷达抗干扰装备及方法技术领域。

背景技术

采用数字射频存储器DRFM的干扰设备，通过转发式复杂有源欺骗干扰方法，明显增强了对雷达辐射信号的侦察分析能力，其释放的干扰样式复杂多变，在保证干扰信号相参性的基础上通过转发延时和载波频移技术实现对雷达距离和多谱勒维的相参干扰，同时通过噪声调制形成灵巧噪声干扰，干扰信号在频域上能够覆盖雷达回波信号，使雷达不能准确得到目标距离和速度信息，这给雷达对抗带来严重挑战。现有掩护脉冲反侦察欺骗方式，只可在雷达工作频段内设置，使得欺骗信号与雷达信号的频差小，掩护脉冲反侦察欺骗方式只能对脉冲前、后沿采样的间歇转发式干扰机实施反侦察欺骗，对完整转发式干扰机的反侦察欺骗效果不好，且无法对瞄准式噪声压制干扰进行欺骗。因此，研发一种反侦察抗干扰装置及其方法，可有效提高雷达反侦察能力，降低DRFM干扰设备对雷达信号的分析和截获能力，从根本上提高雷达的对抗性能，遏制DRFM干扰机的干扰效能，拓宽欺骗信号与雷达信号的频差，有效降低转发式欺骗干扰信号对雷达工作波形的干扰，并能对瞄准式噪声压制干扰进行欺骗；保证雷达探测性能，是完善雷达抗干扰措施的必然选择和迫切需要。

发明内容

本发明的发明目的在于，针对基于数字射频存储器DRFM的转发式干扰，利用全向副瓣匿影天线，全向发射与雷达工作频率不同的欺骗信号，但对回波不做处理，提供一种频率欺骗反侦察装置及其方法，通过欺骗敌方干扰机，使敌方干扰机存储转发的干扰信号与雷达信号频率不相同，且各波形的频点为干扰最大频点或与雷达工作频点相差最大的频点，有效提高雷达信/干比，遏制DRFM干扰机的干扰效能，从根本上提高雷达的对抗性能和反侦察能力，切实保证雷达的探测性能。解决转发式欺骗干扰设备对雷达探测性能的影响，及欺骗信号与雷达信号的频差小，对完整转发式干扰机的反侦察欺骗效果差，且无法对瞄准式噪声压制干扰进行欺骗的问题。

本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的：

一种反侦察抗干扰装置及其方法,其特征在于：该反侦察抗干扰装置由平面主阵天线、功分合成网络、T/R组件、数字收发组件、信号分配器、全向副瓣匿影天线、副瓣匿影组件、频综器构成；数字收发组件中包括直接频率合成器DDS；副瓣匿影组件中集成有收发开关模块、干扰信号产生模块DDS电路、A/D采样模块；信号分配器中包括时钟功分网络和本振功分网络；平面主阵天线通过功分合成网络与T/R组件相连，T/R组件的激励输入及回波输出与数字收发组件相连；全向副瓣匿影天线与副瓣匿影组件相连，副瓣匿影组件有两路本振输入，本振1与信号分配器相连，本振2与频综器相连。

一种反侦察抗干扰装置的方法，其特征在于：它是通过如下方法实现抗转发式欺骗干扰的：

频综器产生两个频率不同的本振1和本振2信号，本振1信号通过信号分配器送至数字收发组件和副瓣匿影组件，本振2信号直接送至副瓣匿影组件；

在数字收发组件中，直接频率合成器DDS根据控制参数、波形文件、幅相补偿数据，按照同步时序要求产生调频或编码基带波形，编码基带波形与本振1信号上混频后形成射频激励信号，送T/R组件放大后通过功分网络将射频激励信号送至平面主阵天线对外辐射；

在副瓣匿影组件中，干扰信号产生模块DDS电路按照同步时序、控制参数及波形文件要求，产生不同于发射信号的基带波形，与本振2信号上混频后形成射频干扰激励信号，经副瓣匿影组件放大后送全向副瓣匿影天线发射；

数字收发组件中的直接频率合成器DDS的控制参数、波形文件与干扰信号产生模块DDS电路的控制参数、波形文件不同，但同步时序关系相同，这样，直接频率合成器DDS产生的基带信号的调频方式、调频带宽与干扰信号产生模块DDS电路不同，调频时宽相同；上述两种基带信号经不同频率的本振信号调制后，即形成了不同频率、不同调频方式的发射信号和干扰信号；

发射信号通过平面主阵天线辐射，干扰信号通过副瓣天线辐射，敌方截获、存储并转发的是由副瓣天线辐射的干扰欺骗信号，而不是雷达的工作信号；雷达接收期，回波信号F1和干扰信号F2经过主路的数字收发组件和匿影支路的副瓣匿影组件滤波，滤除干扰信号F2，再与本振1信号下混频后，得到中频回波信号F01和干扰中频信号F02，经中频滤波器进一步滤除干扰信号后，进行模数转换，最后将数字信号送信号处理平台，信号处理平台根据回波信号和干扰信号的相关特性，分辨出目标和欺骗干扰。

所述的全向副瓣匿影天线，其增益高于平面主阵天线除主瓣外的所有副瓣的增益，利于全向副瓣匿影天线发射的欺骗信号被敌方侦察设备率先侦收。

所述的全向副瓣匿影组件的输入有两组本振信号，本振1信号用于接收时回波信号的下变频，本振2信号用于发射欺骗信号的上变频；本振1信号与本振2信号相差100MHz以上，接收时，前端滤波器对转发欺骗干扰信号的抑制大于40dB 。

所述的副瓣匿影组件的干扰信号产生模块DDS电路的控制参数及波形文件由显控分机独立输送，与数字收发组件中的直接频率合成器DDS的控制参数不相同，两者生成的基带信号的调频方式和调频带宽不同，但时序相同，保证目标信号与转发欺骗干扰信号的识别。

本发明与现有技术相比的有益效果在于：

一种反侦察抗干扰装置及其方法，通过副瓣匿影组件产生与雷达发射频率、调频方式不一样的干扰信号，经全向副瓣匿影天线全向发射出去，对敌方侦察接收机进行频率和波形欺骗。利用雷达回波信号和干扰信号频率及调频方式的差异，通过接收回路的滤波及数字信号处理后，极大地提高了信/干比，极易分辨确定是目标还是欺骗干扰。与现有掩护脉冲反侦察欺骗方式相比，拓宽了欺骗信号与雷达信号的频差，降低了转发式欺骗干扰信号对雷达工作波形的干扰；弥补了掩护脉冲反侦察欺骗方式只能对脉冲前、后沿采样的间歇转发式干扰机实施反侦察欺骗，而对完整转发式干扰机反侦察欺骗效果差的缺陷；且本发明频率欺骗反侦察方法还可对瞄准式噪声压制干扰进行欺骗，从根本上提高雷达的对抗性能和反侦察能力，切实保证雷达的探测性能。解决了转发式欺骗干扰设备对雷达探测性能的影响，及欺骗信号与雷达信号的频差小，对完整转发式干扰机的反侦察欺骗效果差，且无法对瞄准式噪声压制干扰进行欺骗的问题。

附图说明

图1为一种反侦察抗干扰装置及方法的雷达发射信号与频率欺骗信号产生过程的信号流程图；

图2为一种反侦察抗干扰装置及方法的数字收发组件与副瓣匿影组件的信号流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对一种反侦察抗干扰装置及方法的实施方式作进一步详细说明：

一种反侦察抗干扰装置及其方法,其特征在于：该反侦察抗干扰装置由平面主阵天线、功分合成网络、T/R组件、数字收发组件、信号分配器、全向副瓣匿影天线、副瓣匿影组件、频综器构成；数字收发组件中包括直接频率合成器DDS；副瓣匿影组件中集成有收发开关模块、干扰信号产生模块DDS电路、A/D采样模块；信号分配器中包括时钟功分网络和本振功分网络；平面主阵天线通过功分合成网络与T/R组件相连，T/R组件的激励输入及回波输出与数字收发组件相连；全向副瓣匿影天线与副瓣匿影组件相连，副瓣匿影组件有两路本振输入，本振1与信号分配器相连，本振2与频综器相连。

一种反侦察抗干扰装置的方法，其特征在于：它是通过如下方法实现抗转发式欺骗干扰的：

频综器产生两个频率不同的本振1和本振2信号，本振1信号通过信号分配器送至数字收发组件和副瓣匿影组件，本振2直接送至副瓣匿影组件；

在数字收发组件中，直接频率合成器DDS根据控制参数、波形文件、幅相补偿数据，按照同步时序要求产生调频或编码基带波形，编码基带波形与本振1信号上混频后形成射频激励信号，送T/R组件放大后通过功分网络将射频激励信号送至平面主阵天线对外辐射；

在副瓣匿影组件中，干扰信号产生模块DDS电路按照同步时序、控制参数及波形文件要求，产生不同于发射信号的基带波形，与本振2信号上混频后形成射频干扰激励信号，经副瓣匿影组件放大后送全向副瓣匿影天线发射；

数字收发组件中的直接频率合成器DDS的控制参数、波形文件与干扰信号产生模块DDS电路的控制参数、波形文件不同，但同步时序关系相同，这样，直接频率合成器DDS产生的基带信号的调频方式、调频带宽与干扰信号产生模块DDS电路不同，但调频时宽相同；上述两种基带信号经不同频率的本振信号调制后，即形成了不同频率、不同调频方式的发射信号和干扰信号；

发射信号通过平面主阵天线辐射，干扰信号通过副瓣天线辐射，敌方截获、存储并转发的是由副瓣天线辐射的干扰欺骗信号，而不是雷达的工作信号；雷达接收期，回波信号F1和干扰信号F2经过主路的数字收发组件和匿影支路的副瓣匿影组件滤波，滤除干扰信号F2，再与本振1信号下混频后，得到中频回波信号F01和干扰中频信号F02，经中频滤波器进一步滤除干扰信号后，进行模数转换，最后将数字信号送信号处理平台，信号处理平台根据回波信号和干扰信号的相关特性，分辨出目标和欺骗干扰。

所述的全向副瓣匿影天线，其增益高于平面主阵天线除主瓣外的所有副瓣的增益，利于全向副瓣匿影天线发射的欺骗信号被敌方侦察设备率先侦收。

所述的副瓣匿影组件的输入有两组本振信号，本振1信号用于接收时回波信号的下变频，本振2信号用于发射欺骗信号的上变频；本振1信号与本振2信号相差100MHz以上，接收时，前端滤波器对转发欺骗干扰信号的抑制大于40dB 。

所述的副瓣匿影组件的干扰信号产生模块DDS电路的控制参数及波形文件由显控分机独立输送，与数字收发组件中的直接频率合成器DDS的控制参数不相同，两者生成的基带信号的调频方式和调频带宽不同，但时序相同，保证目标信号与转发欺骗干扰信号的识别（参见图1～2）。

一种反侦察抗干扰装置及其方法，其中反侦察抗干扰装置的频综器产生同步时钟信号、可变本振信号：本振1和本振2。

综合处理器产生导前同步信号。

时钟信号、本振1和导前同步信号经信号分配器和通讯分发器送数字收发组件及副瓣匿影组件，本振2直接送副瓣匿影组件。

显控分机发送的控制命令经综合处理器接收处理后送通讯分发器，经通讯分发器分发给数字收发组件和副瓣匿影组件；数字收发组件中的直接频率合成器DDS根据控制参数、波形文件、幅相补偿数据诸参数，按照同步时序要求产生线性调频、非线性调频或相位编码中频调制波形，中频调制波形与频综器送来的本振1信号上混频后形成射频激励信号F1；射频激励信号经T/R组件功率放大后，由功分网络分配到平面主阵天线对外辐射，即为雷达发射信号；同样，副瓣匿影组件中的干扰信号产生模块DDS电路按照同步时序、控制参数及波形文件要求，产生调频方式不同于数字收发组件的中频调制波形，该中频调制波形与本振2信号上混频形成射频激励信号F2，经副瓣匿影组件中的功率放大器放大后，由全向副瓣匿影天线对外辐射，即为频率欺骗信号。

由于控制信号1与控制信号2参数不同，数字收发组件和副瓣匿影组件中的两个DDS产生的中频信号的调频方式（线性调频、非线性调频或相位编码）、调频带宽不同，但调频时宽相同；两种基带信号经不同频率的本振信号调制后，即形成了不同频率、不同调频方式的发射信号和干扰信号。

雷达发射信号F1由平面主阵天线辐射，而用作反侦察的频率欺骗信号F2则由全向副瓣匿影天线作全向辐射。雷达主天线阵面即平面主阵天线口径大，波束主瓣窄，水平发射副瓣低，而全向副瓣匿影天线的增益高于主天线阵面的水平发射副瓣，当F1和F2两个不同频率信号同时对空辐射时，除主瓣方位外，敌方干扰侦察接收机截获、存储并转发的干扰雷达的信号，将是由全向副瓣匿影天线辐射的欺骗信号F2，而不是雷达的工作信号F1（参见图1）。

雷达接收时，回波信号F1和干扰信号F2经过数字收发组件和副瓣匿影组件的滤波电路，先滤除干扰信号F2后再与本振1信号下混频，得到中频回波信号F01和干扰滤波后剩余的中频信号F02，经中频滤波器进一步滤除干扰信号后，送入A/D转换器的干扰信号已很弱，最后通过信号处理平台根据回波信号和干扰信号的相关特性，分辨出目标和欺骗干扰；副瓣匿影组件接收过程与数字收发组件相同，将接收的F1信号送信号处理平台处理，用作副瓣匿影功能（参见图2）。

本发明申请人的设计构思如下：

目前,干扰机对付雷达的欺骗干扰的主要方式，是通过数字射频存储技术DRFM来侦收雷达信号并进行存储、复制和处理，形成特定的干扰信号再将其转发出去，以对雷达造成相关欺骗性干扰。由于DRFM产生的信号与雷达信号具有相参性，因此对相参雷达的干扰具有良好的效果。

本发明主要针对敌方干扰侦察接收机进行频率欺骗反侦察，达到雷达反干扰目的。本发明反侦察抗干扰装置及其方法，其中，反侦察抗干扰装置的显控分机可根据雷达周边电磁环境，自适应选择雷达工作频率、工作波形和工作周期参数，同时设置不同的欺骗信号频率和波形参数，并将参数控制命令按照“频控码”、“波形码”、“时序码”以通讯方式输送至综合处理器，通过综合处理器处理信号，再经通讯分发器分别输送给数字收发组件和副瓣匿影组件；综合处理器还将“频控码”输送至频综器。数字收发组件和副瓣匿影组件中的DDS，在“波形码”和“时序码”的控制下，产生时序相同但调制方式不同的中频基带信号，经滤波放大后送至混频电路；频综器在“频控码”控制下产生频率不同的两路可变的本振1信号和本振2信号；在混频电路中，数字收发组件和副瓣匿影组件中的DDS产生的基带信号与本振信号上混频滤波后，得到两组频率和调制方式不同的信号，分别为F1=IF1+LO1和F2=IF2+LO2；信号F1和F2分别经功率放大电路放大，再分别送至平面主阵天线及全向副瓣匿影天线，在同一时间对空辐射，也即雷达发射工作频率F1同时在方位360°辐射欺骗信号F2。

平面主阵天线发射水平采用切比雪肤加权方式，平面主阵天线的发射净增益为28dB，发射功率为80kw（79dBm），水平发射平均副瓣电平小于-40dB；因此，对于平面主阵天线的副瓣，功率孔径积为67dB；全向副瓣匿影天线为全向天线，其净增益为5dB，发射功率为2kw（63dBm），功率孔径积为68dB；因平面主阵天线的副瓣功率孔径积小于全向副瓣匿影天线的功率孔径积，所以平面主阵天线除主瓣方位外，敌方干扰侦察接收机截获、存储并转发干扰雷达的信号，将是由全向副瓣匿影天线辐射的欺骗信号F2，而不是雷达的工作信号F1，如此，即起到了频率欺骗反侦察作用。

当敌方的DRFM侦收机转发以信号F2为样本的欺骗信号对雷达进行干扰时，雷达主通道接收前端即T/R组件和数字收发组件中的滤波电路会对信号F2进行射频滤除，射频滤波后的剩余F2信号也会在本振电路中与本振1信号下混频，形成中频欺骗信号IF02，数字收发组件中设计有窄带中频滤波器，对带外的IF02信号抑制度大于60dB，这样，就进一步滤除了干扰信号。

若敌方DRFM侦收机转发的干扰信号幅度大，经前端两级滤波仍有剩余干扰信号时，后端信号处理平台可利用信号的调制特征，分辨出目标回波信号和欺骗干扰信号，最终达到频率欺骗、反侦察和抗干扰的目的。

副瓣匿影组件接收过程与数字收发组件相同，即：将接收的F1信号送信号处理平台，用作副瓣匿影功能。

所述的本振1信号与本振2信号是由频综器同时产生的，两个本振信号的最大频率之差大于雷达的工作带宽，两个本振信号频率均受频控码控制改变，不是固定本振。

所述的频率欺骗信号F2由副瓣匿影组件产生。副瓣匿影组件有两路本振输入；一路本振2信号与直接频率合成器DDS产生的基带信号混频形成射频欺骗信号，另一路本振1信号与副瓣匿影组件中的干扰信号产生模块DDS电路的匿影接收信号下混频，形成匿影信号完成雷达的匿影功能。

所述的用于发射频率欺骗信号F2的全向副瓣匿影天线为全向天线，由于其功率孔径积大于雷达主阵面副瓣的功率孔径积，即使敌方干扰侦察机侦察到主阵主瓣方位的雷达信号，但雷达主瓣窄且方位上雷达频率可变，因此频率欺骗信号可起到欺骗敌方干扰侦察机的作用。频率欺骗信号F2相对于雷达发射信号F1，不仅载波频率不同，而且基带频率的调制方式也不同，雷达发射信号为线性调频时，频率欺骗信号可能为非线性调频或相位编码，这样，从雷达反欺骗干扰角度来看更容易剔除干扰信号。

该反侦察抗干扰装置及方法的频综器按不同的频控码产生不同频率的本振信号送副瓣匿影组件和数字收发组件，同时显控分机发送的波形控制指令经通讯分发器后也送副瓣匿影组件和数字收发组件，副瓣匿影组件在波形控制码的控制下产生不同于数字收发组件中的中频调制信号，该调制信号与本振信号上混频后，经滤波及功率放大，形成与雷达信号频率及调制方式不同的射频信号，由全向副瓣匿影天线全向辐射，去欺骗敌方侦察接收机；雷达主通道接收时，经过射频及中频滤波及信号处理的匹配滤波和特性相关，可快速准确识别出目标回波和欺骗干扰信号，很好地实现频率欺骗反侦察抗干扰的目的。

以上所述只是本发明的较佳实施例而已，上述举例说明不对本发明的实质内容作任何形式上的限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了本说明书后依据本发明的技术实质对以上具体实施方式所作的任何简单修改或变形，以及可能利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，均仍属于本发明技术方案的范围内，而不背离本发明的实质和范围。

Claims (5)

1.一种反侦察抗干扰装置，其特征在于：它由平面主阵天线、功分合成网络、T/R组件、数字收发组件、信号分配器、全向副瓣匿影天线、副瓣匿影组件、频综器构成；数字收发组件中包括直接频率合成器DDS；副瓣匿影组件中集成有收发开关模块、干扰信号产生模块DDS电路、A/D采样模块；信号分配器中包括时钟功分网络和本振功分网络；平面主阵天线通过功分合成网络与T/R组件相连，T/R组件的激励输入及回波输出与数字收发组件相连；全向副瓣匿影天线与副瓣匿影组件相连，副瓣匿影组件有两路本振信号输入，本振1与信号分配器相连，本振2与频综器相连。

2.根据权利要求1所述的一种反侦察抗干扰装置，其特征在于：所述的全向副瓣匿影天线，其增益高于平面主阵天线除主瓣外的所有副瓣的增益，利于全向副瓣匿影天线发射的欺骗信号被敌方侦察设备率先侦收。

3.根据权利要求1所述的一种反侦察抗干扰装置，其特征在于：所述的副瓣匿影组件包括干扰信号产生模块DDS电路、混频模块、功率放大模块、滤波电路；所述副瓣匿影组件的输入有两组本振信号，本振1信号用于接收时回波信号的下变频，本振2信号用于发射欺骗信号的上变频；本振1信号与本振2信号相差100MHz以上，接收时，前端滤波器对转发欺骗干扰信号的抑制大于40dB 。

4.根据权利要求1所述的一种反侦察抗干扰装置，其特征在于：所述的副瓣匿影组件的干扰信号产生模块DDS电路的控制参数及波形文件由显控分机独立输送，与数字收发组件中的直接频率合成器DDS的控制参数不相同，两者生成的基带信号的调频方式和调频带宽不同，但时序相同，保证目标信号与转发欺骗干扰信号的识别。

5.一种反侦察抗干扰装置的方法，其特征在于：它是通过如下方法实现抗转发式欺骗干扰的：

频综器产生两个频率不同的本振1和本振2信号，本振1信号通过信号分配器送至数字收发组件和副瓣匿影组件，本振2直接送至副瓣匿影组件；

在数字收发组件中，直接频率合成器DDS根据控制参数、波形文件、幅相补偿数据，按照同步时序要求产生调频或编码基带波形，编码基带波形与本振1信号上混频后形成射频激励信号，送T/R组件放大后通过功分网络将射频激励信号送至平面主阵天线对外辐射；

在副瓣匿影组件中，干扰信号产生模块DDS电路按照同步时序、控制参数及波形文件要求，产生不同于发射信号的基带波形，与本振2信号上混频后形成射频干扰激励信号，经副瓣匿影组件放大后送全向副瓣匿影天线发射；

数字收发组件中的直接频率合成器DDS的控制参数、波形文件与干扰信号产生模块DDS电路的控制参数、波形文件不同，但同步时序关系相同，这样，直接频率合成器DDS产生的基带信号的调频方式、调频带宽与干扰信号产生模块DDS电路不同，调频时宽相同；上述两种基带信号经不同频率的本振信号调制后，即形成了不同频率、不同调频方式的发射信号和干扰信号；

发射信号通过平面主阵天线辐射，干扰信号通过副瓣天线辐射，敌方截获、存储并转发的是由副瓣天线辐射的干扰欺骗信号，而不是雷达的工作信号；雷达接收期，回波信号F1和干扰信号F2经过主路的数字收发组件和匿影支路的副瓣匿影组件滤波，滤除干扰信号F2，再与本振信号1下混频后，得到中频回波信号F01和干扰中频信号F02，经中频滤波器进一步滤除干扰信号后，进行模数转换，最后将数字信号送信号处理平台，信号处理平台根据回波信号和干扰信号的相关特性，分辨出目标和欺骗干扰。