CN111190148B - 针对锯齿波调频探测系统的间隔转发式欺骗性干扰方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种针对锯齿波调频探测系统的间隔转发式欺骗性干扰方法，包括侦收及采样存储过程和转发干扰过程；干扰方侦收到探测系统发射的锯齿波调频信号后，对一段信号进行射频采样存储，作为转发干扰的依据；转发干扰系统对采样存储的信号进行多次重复转发，相邻两次转发之间设置固定的时间间隔。本发明利用锯齿波调频探测系统根据接收信号延时进行测距、根据多普勒信号测速的特点，通过间隔转发侦收到的锯齿波探测信号，使得探测系统在错误的时间提前输出启动信号，实现欺骗性干扰。

Description

针对锯齿波调频探测系统的间隔转发式欺骗性干扰方法
技术领域
本发明涉及转发式欺骗性干扰技术，特别是一种针对锯齿波调频探测系统的间隔转发式欺骗性干扰方法。
背景技术
随着科技的快速发展，电磁环境日益复杂，电子对抗在战场中的地位愈加显著。目前无线电探测系统已被广泛应用在各类炮弹之中，在实际场景中面对着多种多样的干扰形式，想要分析引信探测系统探测精度所受到的影响，进行实际干扰试验，仿真分析与验证必不可少。
目前，广泛研究的针对锯齿波调频探测系统的干扰方法主要是压制性干扰，压制性干扰是用噪声或类似噪声的干扰信号遮盖或淹没有用信号。发射某种大功率的噪声信号，使得探测系统接收机的信噪比大大下降，难以检测出有用的信号或产生误差，若干扰功率足够大，还能够使接收机饱和，有用信号完全被淹没，从而达到压制性干扰的目的。但是，这种干扰方式一般要求较大的发射功率，且对一些能够在较低信噪比情况下工作的探测体制的效果并不明显；同时，压制性干扰方法更多适用于探测系统与目标或干扰机距离较近的场合。
现有的转发式欺骗性干扰通常为直接转发或者时变延时的方法，其中直接转发的方法干扰效率较低，且需要不断对接收到的探测系统发射信号进行采样，较为繁琐；而现有的时变延时方法在实现时往往采用FIFO模拟延时，由于FIFO存储空间有限且时序控制复杂，工程实现时具有较高的难度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种针对锯齿波调频探测系统的间隔转发式欺骗性干扰方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种针对锯齿波调频探测系统的间隔转发式欺骗性干扰方法，包括侦收及采样存储过程和转发干扰过程；
干扰方侦收到探测系统发射的锯齿波调频信号后，对一段信号进行射频采样存储；
转发干扰系统对采样存储的信号进行多次重复转发，相邻两次转发之间设置固定的时间间隔。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)锯齿波调频探测系统的最佳欺骗干扰信号就是锯齿波调频信号，转发原信号能大大提高干扰成功率；(2)能够在较远距离对锯齿波探测系统成功进行欺骗性干扰，使得探测系统提前发出启动信号，降低了干扰机保护目标所受到的威胁；(3)实现难度较低，对硬件资源和程序编写的要求不高。
附图说明
图1为本发明干扰时序示意图。
图2为本发明侦收及采样存储系统simulink模型图。
图3为本发明转发干扰系统simulink模型图。
图4为本发明使得锯齿波调频探测系统测得的距离与干扰时间的关系图。
图5为本发明使得锯齿波调频探测系统测得的速度与干扰时间的关系图。
图6为本发明使得锯齿波调频探测系统输出信号与干扰时间的关系图。
具体实施方式
一种针对锯齿波调频探测系统的间隔转发式欺骗性干扰方法，包括侦收及采样存储过程和转发干扰过程；
干扰方侦收到探测系统发射的锯齿波调频信号后，对一段信号进行射频采样存储，作为转发干扰的依据；
转发干扰系统对采样存储的信号进行多次重复转发，相邻两次转发之间设置固定的时间间隔。
进一步的，对侦收到的锯齿波调频探测信号采样n个调制周期，防止每次转发周期数过少，无法达到探测系统判决条件。
优选的，n取10。
进一步的，转发间隔Δτ设置为20ns。若转发间隔太长，则Δτ对应的递进距离大于探测系统距离门限宽度，降低欺骗成功率；若Δτ太短，则Δτ变化周期变长，降低干扰效率。
下面对本发明的原理进行详细说明。
干扰机接收到的锯齿波调频信号表达式为
ug(t)＝AR cos{2π[f0(t-τ1)+k(t-τ1)2/2]}
式中，AR表示信号的幅度，f0表示信号的载波频率，τ1表示从引信发射锯齿波调频信号到干扰机侦收到信号所消耗的时间，k表示调频斜率。
探测距离地面较远，回波信号功率未达到接收机灵敏度，所以只考虑引信接收干扰信号的情况。引信接收到的干扰信号表达式为
uj(t)＝Aj cos{2π[f0(t-τ1-τ2-τj)+k(t-τ1-τ2-τj)2/2]}
式中，τ2表示从干扰机发射干扰信号至引信接收到干扰信号所消耗的时间，τj为干扰方设置的干扰延时。
由上式可得干扰信号与引信本振信号混频并低通滤波后的输出信号为
式中，fi为干扰产生的差频信号频率，fd为干扰产生的多普勒频率，τn为去除模糊距离对应延时后的干扰延时，为信号相位。
假设引信起爆距离区间为(Rp1,Rp2)，考虑测距模糊问题，对应延时区间为(nTm+τp1,nTm+τp2)，其中n为正整数，τp1和τp2可表示为
由于在一次转发干扰周期内，τ1和τ2可视为不变，则干扰产生的差频信号频率主要取决于τj，而τj＝lTm+kΔτ，l为正整数。理论上来说，因为延时间隔Δτ不断累加，在累加到一个调制周期时间之前，必定存在一次或几次转发干扰的干扰延时落在延时区间(nTm+τp1,nTm+τp2)内。
下面结合附图和实施例对本发明进行更进一步描述。
实施例
本实施例采用以下系统参数：探测系统载波频率f0＝24GHz，锯齿波调频信号带宽ΔFm＝100MHz，调制周期Tm＝5us，仿真时间约为0.033s，探测系统输出启动信号的条件为：测得距离6m-9m，相对速度220m/s-350m/s。
如图1所示，针对锯齿波调频探测系统的间隔转发式欺骗性干扰方法如下：干扰方侦收到探测系统天线向外发射的锯齿波调频信号后，对其中一小段信号进行射频采样存储，作为转发干扰的依据；转发干扰系统对采样存储的信号进行多次重复转发，每两次转发之间设置固定的时间间隔。
图2为本发明侦收及采样存储系统simulink模型图，Repeating Sequence1模块产生锯齿波信号，调制压控振荡模块Continuous-Time VCO1产生锯齿波调频发射信号，信号通过模拟传播时延的Ramp4和Variable Time Delay4(可变时延模块)，在零阶采样保持模块Zero-Order Hold3进行采样后通过To Workspace3模块保存至MATLAB工作区。
图3为本发明转发干扰系统simulink模型图，From Workspace模块对存储的信号进行循环调用转发。干扰信号在经过回程传播时延后与引信本振信号在Product模块中混频，并通过低通滤波器模块Analog Filter Design和零阶采样得到干扰产生的差频信号，数据存储至工作区以进行后续的信号处理。
图4为锯齿波调频探测系统在间隔转发式欺骗性干扰下测得的距离与干扰时间的关系图，横坐标为干扰时间，纵坐标为测得的距离。从图中可以看出，从干扰时长为1.5us开始，探测系统所测距离经历了先递减后递增的过程，并在约1.9us时满足了启动信号输出的距离要求。
图5为锯齿波调频探测系统在间隔转发式欺骗性干扰下测得的速度与干扰时间的关系图，横坐标为干扰时间，纵坐标为测得的速度。从图中可以看出，探测系统测得的速度在启动信号输出要求的范围内。
图6为锯齿波调频探测系统在间隔转发式欺骗性干扰下的系统输出与干扰时间的关系图，横坐标为干扰时间，纵坐标为探测系统的启动输出信号。从图中可以看出，探测系统在干扰时长约为2ms时输出了启动信号，该方法达到了欺骗性干扰效果。

Claims (3)

1.一种针对锯齿波调频探测系统的间隔转发式欺骗性干扰方法，其特征在于，包括侦收及采样存储过程和转发干扰过程；
干扰方侦收到探测系统发射的锯齿波调频信号后，对一段信号进行射频采样存储；
转发干扰系统对采样存储的信号进行多次重复转发，相邻两次转发之间设置固定的时间间隔；
对侦收到的锯齿波调频探测信号采样n个调制周期并存储，作为转发干扰的依据；
干扰机接收到的锯齿波调频信号表达式为
ug(t)＝ARcos{2π[f0(t-τ1)+k(t-τ1)2/2]}
式中，AR表示信号的幅度，f0表示信号的载波频率，τ1表示从引信发射锯齿波调频信号到干扰机侦收到信号所消耗的时间，k表示调频斜率；
引信接收到的干扰信号表达式为
uj(t)＝Ajcos{2π[f0(t-τ1-τ2-τj)+k(t-τ1-τ2-τj)2/2]}
式中，τ2表示从干扰机发射干扰信号至引信接收到干扰信号所消耗的时间，τj为干扰方设置的干扰延时；
由上式可得干扰信号与引信本振信号混频并低通滤波后的输出信号为
式中，fi为干扰产生的差频信号频率，fd为干扰产生的多普勒频率，τn为去除模糊距离对应延时后的干扰延时，为信号相位；
假设引信起爆距离区间为(Rp1,Rp2)，考虑测距模糊问题，对应延时区间为(nTm+τp1,nTm+τp2)，其中n为正整数，Tm为调制周期，τp1和τp2可表示为
由于在一次转发干扰周期内，τ1和τ2视为不变，则干扰产生的差频信号频率主要取决于τj，而τj＝lTm+kΔτ，l为正整数；因为延时间隔Δτ不断累加，在累加到一个调制周期时间之前，必定存在一次或几次转发干扰的干扰延时落在延时区间(nTm+τp1,nTm+τp2)内。
2.根据权利要求1所述的针对锯齿波调频探测系统的间隔转发式欺骗性干扰方法，其特征在于，n取值为10。
3.根据权利要求1所述的针对锯齿波调频探测系统的间隔转发式欺骗性干扰方法，其特征在于，相邻两次转发之间设置固定的时间间隔，间隔为20ns。
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