CN112666529A - 一种对线性调频脉冲压缩雷达的自适应干扰方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对线性调频脉冲压缩雷达的自适应干扰方法，该方法根据脉冲压缩雷达的工作模式自适应产生干扰信号。当雷达工作在搜索模式，采用同步密集假目标干扰样式，从时域和频域上对雷达信号样本进行干扰复合调制。时域上，对接收到的雷达信号样本进行延迟重复叠加，以产生时域上密集的假目标信号；频域上，利用线性调频信号多普勒频率和延迟时间之间的负相关关系，对雷达信号样本进行数字移频调制，产生时域上超前和滞后于真实目标的同步密集假目标干扰脉冲群。当雷达工作在跟踪模式，采用相干移频转发干扰样式，根据雷达信号参数产生步进频移控制量，实现前向/后向距离拖引干扰，适用于重频固定、重频参差和重频抖动等多种情况。
Description
技术领域
本发明属于电子对抗技术领域，具体涉及一种对线性调频脉冲压缩雷达的自适应干扰方法。
背景技术
脉冲压缩雷达采用宽脉冲发射以提高发射的平均功率，保证足够大的作用距离；而接收时采用脉冲压缩算法获得窄脉冲，以提高距离分辨率，较好地解决了雷达作用距离与距离分辨率之间的矛盾。线性调频波形是一种典型的脉冲压缩信号形式，该信号在接收时采用匹配滤波器压缩脉冲。
脉冲压缩雷达可工作在搜索模式或跟踪模式，对搜索雷达干扰的目的是通过背景干扰或产生能压制真实目标检测的同步假目标而遮蔽真实目标，对跟踪雷达干扰的目的是产生捕获雷达跟踪波门的假目标，使雷达从跟踪真实目标转向跟踪假目标。对线性调频脉冲压缩雷达的干扰多采用噪声干扰、全脉冲存储转发干扰。噪声干扰通过对雷达信号进行粗测频，获得雷达信号频率，然后自主产生窄带瞄准式干扰、宽带阻塞式干扰、扫频干扰等干扰样式，噪声干扰无法获得脉冲压缩雷达的相干处理增益，干扰功率利用率低，干扰效果差；全脉冲存储转发干扰技术通过接收脉冲压缩雷达信号脉冲，然后转发接收到的雷达信号脉冲，这种干扰方法能够获得线性调频脉冲压缩雷达的相干处理增益，但干扰信号在脉冲压缩处理后将产生稀疏的干扰脉冲，同时干扰信号脉冲滞后于目标回波信号，雷达采用前沿跟踪技术可以有效识别出该干扰信号，干扰效果较差。
本发明针对目前线性调频脉冲压缩搜索雷达对抗能力的不足，提出了一种对线性调频脉冲压缩雷达的自适应干扰方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种对线性调频脉冲压缩雷达的自适应干扰方法。
为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：
一种对线性调频脉冲压缩雷达的自适应干扰方法，包括以下步骤：
步骤S1：将雷达辐射的射频信号经接收前端进入耦合器，分成主信号和耦合信号两路射频信号，所述主信号输出至接收通道，所述耦合信号输出至单比特接收机；
步骤S2：单比特接收机根据耦合信号侦察获取雷达射频信号频率，提取射频信号脉冲相关参数，确定雷达工作模式，所述雷达工作模式包括搜索模式和跟踪模式。
步骤S3：干扰控制器根据相关参数进行搜索模式下的同步密集假目标干扰调制和跟踪模式下的相干移频转发干扰调制，产生干扰控制信号分别至振荡器、DRFM和DDS；
步骤S4：本振产生下变频控制信号和上变频控制信号分别至接收通道和发射通道；
步骤S5：接收通道将主信号进行下变频处理产生模拟中频信号并输出至DRFM，DRFM中的AD采集模拟中频信号产生雷达信号样本；
步骤S6：DRFM根据干扰控制信号对不同工作模式下的雷达信号样本，进行脉冲调制和频移控制产生脉冲干扰信号；
步骤S7：发射通道对脉冲干扰信号依次进行DA转换、上变频和功率放大，产生射频干扰信号。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
进一步地，步骤S1中接收前端对射频信号进行低噪声放大、滤波处理并输出至耦合器。
进一步地，步骤S2所述相关参数包括射频信号的频率、脉宽和重频。
进一步地，步骤S3具体为：干扰控制器根据射频信号脉冲相关参数，产生变频控制量信号、干扰调制脉冲信号和频移控制量信号，所述变频控制量信号输出至振荡器，所述干扰调制脉冲信号输出至DRFM，所述频移控制量信号输出至DDS。
进一步地，同步密集假目标干扰调制为：干扰控制器对雷达信号样本进行时域、频域的干扰复合调制；所述相干移频转发干扰调制为：干扰控制器根据雷达信号参数产生随时间发生变化的步进频移控制量。
进一步地，步骤S4中本振为射频信号和中频信号之间的频率变换提供参考频率，并进行下变频控制信号和上变频控制信号分别至接收通道和发射通道。
进一步地，步骤S6中搜索模式下的干扰调制过程具体为：DRFM根据干扰调制脉冲对接收到的模拟中频信号样本进行延迟重复叠加，产生时域上滞后于真实目标的密集假目标脉冲群；DDS产生频移控制量给数字混频器，数字混频器利用线性调频信号多普勒频率和延迟时间之间的负相关关系，对密集假目标脉冲群进行移频调制，产生时域上超前和滞后于真实目标的同步密集假目标干扰脉冲群。
进一步地，步骤S6中跟踪模式下的干扰调制过程具体为：干扰控制器产生随时间发生变化的频移量，根据设定的拖引干扰参数，利用数字混频器对雷达信号进行移频处理，在开始时系统以最小的时间延迟转发接收到的雷达脉冲，保证干扰机脉冲与真实信号一起进入雷达的跟踪波门，捕获雷达的自动增益控制电路，然后干扰机开始在转发信号中引入逐渐增加的延迟量，雷达距离波门电路将跟踪较强的干扰信号，使雷达逐渐偏离真实目标。
进一步地，步骤S7具体为：DRFM产生的中频干扰信号接发射通道，发射通道对中频信号进行上变频、滤波和放大处理，产生模拟射频信号，然后进行功率放大，通过发射天线将干扰信号发射出去。
本发明的有益效果：
本发明提出了一种对线性调频脉冲压缩雷达的自适应干扰方法，采用基于DRFM的相干干扰技术，对抗不同工作模式的线性调频脉冲压缩雷达。在搜索模式，从时域和频域上对雷达信号样本进行干扰复合调制。时域上，对接收到的雷达信号样本进行延迟重复叠加生成干扰信号，干扰信号进入雷达距离跟踪波门，获得雷达信号相干处理增益；频域上，对雷达信号样本进行移频调制，在真实目标前后产生超前和滞后于真实目标的同步密集假目标干扰脉冲群。在跟踪状态，干扰控制器产生调制脉冲，控制DRFM产生线性调频脉冲压缩波形的相干复制品，然后DDS产生步进变化的移频控制量，对干扰信号样本进行数字混频，通过相干移频转发干扰实现对线性调频脉冲压缩雷达的前向/后向距离拖引，使得采用了前沿跟踪的雷达抗干扰技术无效。
附图说明
图1是本发明的系统组成框图；
图2是数字射频存储器组成框图；
图3是线性调频信号时频关系等高线图；
图4是线性调频雷达移频干扰波形图；
图5是同步密集假目标干扰调制过程流程图；
图6是相干移频转发干扰调制过程流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
如图1所示，本发明为一种对线性调频脉冲压缩雷达的自适应干扰方法。线性调频脉冲压缩雷达干扰机(简称干扰机)接收线性调频脉冲压缩雷达信号，通过侦察处理获得雷达信号参数，识别雷达的工作状态，对雷达进行自适应干扰。在搜索状态，对雷达信号进行时域、频域干扰复合调制，产生同步密集假目标干扰信号，破坏雷达对目标的检测识别；在跟踪状态，对雷达信号进行相干移频转发干扰，破坏雷达对目标的稳定跟踪。
一种对线性调频脉冲压缩雷达的自适应干扰方法，包括如下步骤：
步骤S1：干扰机接收天线接收脉冲压缩雷达辐射的射频信号，将射频信号输入接收前端，对射频信号进行放大滤波处理并输出至耦合器。耦合器输出两路信号，一路进入主接收通道，另外一路进入耦合通道，所述主信号输出至主接收通道，所述耦合信号输出至单比特接收机；
步骤S2：单比特接收机根据耦合信号侦察获取雷达射频信号频率，提取射频信号脉冲相关参数，相关参数包括射频信号的脉宽和重频；
步骤S3：干扰控制器根据射频信号频率、脉宽、重频参数进行搜索模式下的同步密集假目标干扰调制和跟踪模式下的相干移频转发干扰调制，产生干扰控制信号分别至振荡器、DRFM和DDS；
其中，干扰控制器根据射频信号脉冲相关参数，产生变频控制量信号、干扰调制脉冲信号和频移控制量信号，所述变频控制量信号输出至振荡器，所述干扰调制脉冲信号输出至DRFM，所述频移控制量信号输出至DDS；
同步密集假目标干扰调制为：干扰控制器对雷达信号样本进行时域、频域的干扰复合调制；相干移频转发干扰调制为：干扰控制器根据雷达信号参数产生随时间发生变化的步进频移控制量。
步骤S4：本振为射频信号和中频信号之间的频率变换提供参考频率，并进行下变频控制信号和上变频控制信号分别至接收通道和发射通道；
步骤S5：接收通道将主信号进行下变频处理产生模拟中频信号并输出至DRFM，DRFM中的AD采集模拟中频信号产生雷达信号样本；
步骤S6：DRFM根据干扰控制信号对不同工作模式下的雷达信号样本，进行脉冲调制和频移控制产生脉冲干扰信号；
在搜索模式，DRFM根据假目标数量要求，对接收到的中频信号样本进行延迟重复叠加，同时DDS产生频移控制量给数字混频器，数字混频器利用线性调频信号多普勒频率和延迟时间之间的负相关关系，对密集假目标脉冲群进行移频调制，产生时域上超前和滞后于真实目标的同步密集假目标干扰脉冲群；
在跟踪模式，干扰控制器控制DDS产生步进变化的频移控制量，控制数字混频模块进行移频处理，产生相干移频转发干扰信号，实现前向/后向距离拖引干扰，使得采用了前沿跟踪的雷达抗干扰技术无效；
步骤S8：发射通道对干扰信号依次进行上变频、滤波和功率放大，产生射频干扰信号。
如图2所示，模拟中频信号输入DRFM，对模拟信号进行AD采样，生成数字中频信号，干扰控制器产生时域调制信号和频域调制信号，输出同步密集假目标干扰信号/相干移频转发干扰信号，通过DA转换，将数字中频干扰信号转换为模拟中频干扰信号，DRFM输出的中频干扰信号连接发射通道，发射通道在本振信号控制下对中频干扰信号进行上变频、滤波和功率放大，产生射频干扰信号，通过发射天线发射出去。
本发明提出的干扰信号移频调制技术，利用了线性调频脉冲压缩信号多普勒频率和延迟时间之间的负相关关系。
设线性调频信号为v(t)，将其表示为复数形式
式中，ω0是信号频率；α是线性调频斜率，T是脉宽，设B是信号带宽，则
线性调频信号匹配滤波器的冲击响应是
匹配滤波器的输出
线性调频信号的模糊度函数
式中，td是距离延迟，fd是多普勒频率。
根据模糊度函数，得到线性调频信号时频关系等高线如图3所示。
由图可知，随着输入信号中心频率的变化量fd，匹配滤波器输出的峰值在时间上的延迟td也将发生变化，设脉冲压缩系数为β，则满足下式
fd+βτd＝0
如图4所示，这种距离-多普勒之间的相互影响会引起距离随着多普勒频率的视在漂移，通过对线性调频信号进行移频调制，适当地使频率失配，将会产生时域上超前和滞后于匹配目标的虚假目标。
根据线性调频雷达信号的特点，在时域和频域上对雷达信号样本进行复合调制，根据雷达工作模式自适应地产生同步密集假目标干扰信号、相干移频转发干扰信号，有效破坏线性调频脉冲压缩雷达对目标的搜索和跟踪能力。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种对线性调频脉冲压缩雷达的自适应干扰方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：将雷达辐射的射频信号经接收前端进入耦合器，分成主信号和耦合信号两路射频信号，所述主信号输出至接收通道，所述耦合信号输出至单比特接收机；
步骤S2：单比特接收机根据耦合信号侦察获取雷达射频信号频率，提取射频信号脉冲相关参数，确定雷达工作模式，所述雷达工作模式包括搜索模式和跟踪模式；
步骤S3：干扰控制器根据相关参数进行搜索模式下的同步密集假目标干扰调制和跟踪模式下的相干移频转发干扰调制，产生干扰控制信号分别至振荡器、DRFM和DDS；
步骤S4：本振产生下变频控制信号和上变频控制信号分别至接收通道和发射通道；
步骤S5：接收通道将主信号进行下变频处理产生模拟中频信号并输出至DRFM，DRFM中的AD采集模拟中频信号产生雷达信号样本；
步骤S6：DRFM根据干扰控制信号对不同工作模式下的雷达信号样本，进行脉冲调制和频移控制产生脉冲干扰信号；
步骤S7：发射通道对脉冲干扰信号依次进行DA转换、上变频和功率放大，产生射频干扰信号。
2.根据权利要求1所述的一种对线性调频脉冲压缩雷达的自适应干扰方法，其特征在于，步骤S1中接收前端对射频信号进行低噪声放大、滤波处理并输出至耦合器。
3.根据权利要求2所述的一种对线性调频脉冲压缩雷达的自适应干扰方法，其特征在于，步骤S2所述相关参数包括射频信号的频率、脉宽和重频。
4.根据权利要求3所述的一种对线性调频脉冲压缩雷达的自适应干扰方法，其特征在于，步骤S3具体为：干扰控制器根据射频信号脉冲相关参数，产生变频控制量信号、干扰调制脉冲信号和频移控制量信号，所述变频控制量信号输出至振荡器，所述干扰调制脉冲信号输出至DRFM，所述频移控制量信号输出至DDS。
5.根据权利要求4所述的一种对线性调频脉冲压缩雷达的自适应干扰方法，其特征在于：所述同步密集假目标干扰调制为：干扰控制器对雷达信号样本进行时域、频域的干扰复合调制；所述相干移频转发干扰调制为：干扰控制器根据雷达信号参数产生随时间发生变化的步进频移控制量。
6.根据权利要求5所述的一种对线性调频脉冲压缩雷达的自适应干扰方法，其特征在于：所述步骤S4中本振为射频信号和中频信号之间的频率变换提供参考频率，并进行下变频控制信号和上变频控制信号分别至接收通道和发射通道。
7.根据权利要求6所述的一种对线性调频脉冲压缩雷达的自适应干扰方法，其特征在于，步骤S6中搜索模式下的干扰调制过程具体为：DRFM根据干扰调制脉冲对接收到的模拟中频信号样本进行延迟重复叠加，产生时域上滞后于真实目标的密集假目标脉冲群；DDS产生频移控制量给数字混频器，数字混频器利用线性调频信号多普勒频率和延迟时间之间的负相关关系，对密集假目标脉冲群进行移频调制，产生时域上超前和滞后于真实目标的同步密集假目标干扰脉冲群。
8.根据权利要求6所述的一种对线性调频脉冲压缩雷达的自适应干扰方法，其特征在于，步骤S6中跟踪模式下的干扰调制过程具体为：干扰控制器产生随时间发生变化的频移量，根据设定的拖引干扰参数，利用数字混频器对雷达信号进行移频处理，在开始时系统以最小的时间延迟转发接收到的雷达脉冲，保证干扰机脉冲与真实信号一起进入雷达的跟踪波门，捕获雷达的自动增益控制电路，然后干扰机开始在转发信号中引入逐渐增加的延迟量，雷达距离波门电路将跟踪较强的干扰信号，使雷达逐渐偏离真实目标。
9.根据权利要求7或8所述的一种对线性调频脉冲压缩雷达的自适应干扰方法，其特征在于，步骤S7具体为：DRFM产生的中频干扰信号接发射通道，发射通道对中频信号进行上变频、滤波和放大处理，产生模拟射频信号，然后进行功率放大，通过发射天线将干扰信号发射出去。
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Legal Events
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Application publication date: 20210416 Assignee: Nanjing Institute of Engineering Technical Service Co.,Ltd. Assignor: NANJING INSTITUTE OF TECHNOLOGY Contract record no.: X2023980035197 Denomination of invention: An Adaptive Jamming Method for Linear Frequency Modulation Pulse Compression Radar Granted publication date: 20220503 License type: Common License Record date: 20230506 |
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Application publication date: 20210416 Assignee: NANJING HAIZHIHAN INTELLIGENT TECHNOLOGY CO.,LTD. Assignor: NANJING INSTITUTE OF TECHNOLOGY Contract record no.: X2024980001969 Denomination of invention: An Adaptive Jamming Method for Linear Frequency Modulation Pulse Compression Radar Granted publication date: 20220503 License type: Common License Record date: 20240205 |
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| EC01 | Cancellation of recordation of patent licensing contract | ||
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Assignee: Nanjing Institute of Engineering Technical Service Co.,Ltd. Assignor: NANJING INSTITUTE OF TECHNOLOGY Contract record no.: X2023980035197 Date of cancellation: 20240301 |