第４期 ２０１４年８月 中国雹；纠譬研宪阪譬瓤 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ＣＡＥＩＴ Ｖｏ１．９ Ｎｏ．４ Ａｕｇ．２０１４ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３—５６９２．２０１４．０４．０１０ 一用一 到抗干扰的目的。 对抗应答式干扰的射频掩护脉冲设计 金珊珊 ，王春阳 ，邱程 ，李 欣 ７１００５１； （１．空军工程大学防空反导学院，西安２．人民第９４２９４，山东烟台 ２６５３００） 摘 要：应答式干扰机可有效干扰主动雷达导引头，使其偏离真实目标，降低杀伤概率。为了对抗 应答式干扰，分析了掩护脉冲对导引头信号处理的影响。并在不影响导引头正常工作的前提下，针 对工作于短存储模式下的应答式干扰机，仿真分析了采取增量消除前后掩护脉冲的抗干扰效果。 仿真结果表明，对于不采用增量消除技术的干扰机，可在探测脉冲之前设计一个宽脉冲掩护信号或 脉宽相同、频率不同的掩护信号；而对于采用增量消除的干扰机，只要掩护脉冲脉宽足够大即可达 关键词：应答式干扰；掩护脉冲；增量消除；抗干扰 中图分类号：ＴＮ９７２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３－５６９２（２０１４）０４—３７７－０５ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ＲＦ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇ Ｓｉｇｎａｌ ｆｏｒ Ｔｒａｎｓｐｏｎｄｅｒ Ｊａｍｍｉｎｇ Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ ＪＩＮ Ｓｈａｎ．ｓｈａｎ ，ＷＡＮＧ Ｃｈｕｎ—ｙａｎｇ ，ＱＩＵ Ｃｈｅｎｇ ，ＬＩ Ｘｉｎ （１．Ａｉｒ ａｎｄ Ｍｉｓｓｉｌｅ Ｄｅｆｅｎｓｅ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ａｉｒ Ｆｏｒｃｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ ７１００５１，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｕｎｉｔ ９４２９４ ｏｆ ＰＬＡ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｙａｉｔａｉ ２６５３００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｒａｎｓｐｏｎｄｅｒ ｊａｍｍｉｎｇ ｃａｎ ｅｆｉｃｉｆｅｎｔｌｙ ｄｅｃｏｙ ａｃｔｉｖｅ ｒａｄａｒ ｓｅｅｋｅｒ，ｍａｋｉｎｇ ｉｔ ｍｉｓｓ ｔｈｅ ｒｅａｌ ｇｏａ１． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｕｐｐｒｅｓｓ ｔｈｅ ｊａｍｍｉｎｇ，ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇ ｓｉｇｎａｌ ｏｎ ｔｈｅ ｓｅｅｋｅｒ’Ｓ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｒｅ ｄｉｓ－ ｃｕｓｓｅｄ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｓｓｕｍｐｔｉｏｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｅｅｋｅｒ ｗｏｒｋｓ ｗｅｌｌ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｎｔｉ－ｊａｍｍｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｉｎ・ ｃｒｅｍｅｎｔａｌ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ ｔａｋｅｎ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ａｒｅ ｄｏｎｅ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｓｈｏｒｔ ｓｔｏｒａｇｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｉｆ ｔｈｅ ｊａｍｍｅｒ ｄｏｅｓｎ’ｔ ａｄｏｐｔ ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ，ａ ｂｒｏａｄｅｒ ｐｕｌｓｅ ｏｒ ａ ｐｕｌｓｅ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｗｉｄｔｈ ｂｕｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒｅａｌ ｏｎｅ ｃａｎ ｂｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｂｅｆｏｒｅ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ｓｉｇｎａ１．Ａｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｊａｍｍｅｒ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｏｆ ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｏｎｌｙ ｂｙ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｔｈｅ ｐｕｌｓｅ ｗｉｄｔｈ ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｐｒｏ— ｔｅｃｔ ｔｈｅ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ｐｕｌｓｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｔｒａｎｓｐｏｎｄｅｒ ｊａｍｍｉｎｇ；ＲＦ ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇ ｓｉｇｎａｌ；ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ；ａｎｔｉ—ｊａｍｍｉｎｇ 目前，国内外在有源拖曳式诱饵干扰对抗技术 ０ 引 言 有源拖曳式诱饵可有效诱偏导引头，提高被保 的研究很多。文献［１］针对有源假目标与探测回波 极化方式不同的特征，采用了极化鉴别方法对有源 拖曳式诱饵进行了鉴别。文献［２］基于红外导引头 护目标的生存能力，在现代电子战中，具有举足轻重 的地位。因此，提高雷达导引头的抗干扰能力，寻求 有效对抗有源拖曳式诱饵的方法措施，具有十分重 要的意义。 收稿日期：２０１４４３６—２１ 修订日期：２０１４４３７—２９ 无法被常规诱饵有效干扰的原理，研究了采用复合 制导的诱饵对抗技术。文献［３］提出了应用雷达成 像实现对诱饵与目标的鉴别的方法。文献［４～６］ 则设计了基于回波信号幅度特征、扩展单脉冲比及 基金项目：航空基金项目（２０１３０１９６００１） ３７８ ＃＇ｉｌｌｔ舛譬呵雹眩学极 ２０１４年第４期 角闪烁效应的诱饵检测方法。可以看出，目前大多 数研究的侧重点主要是实现目标与诱饵的检测鉴 别，涉及有效干扰对抗措施的研究很少。 根据主动雷达导引头的信号处理特点，针对应 １应答式干扰机原理 应答式干扰机可以工作于长存储和短存储两种 答式干扰这一被广泛应用的有源拖曳式诱饵干扰样 式，探讨了增加掩护脉冲对导引头及干扰机的影响， 模式，其对雷达信号的处理除了时间和幅度的控制 之外，还包括对频率的调制，因此可以形成距离—— 速度相关的假目标，应答式干扰的基本组成框图如 图１所示。 并仿真分析了干扰机在短存储工作模式下，应用增 量消除技术前后的抗干扰效果。 图１应答式干扰的基本组成框图 目前，为了保护干扰机不被窄脉冲／宽脉冲雷达 由于导引头信号处理中是不处理掩护脉冲的回 发现，大多数干扰机都采用了增量消除技术，通过提 供一个强辐射源被敌方雷达跟踪，来防止干扰机调 制转发雷达的窄脉冲信号。增量消除技术的基本原 理为：在干扰机转发回路之前增加一个脉宽检测器， 波信号的，因此，在设计掩护脉冲时，需要考虑掩护 脉冲与探测脉冲的区分。掩护脉冲在设计时可以控 制三个参数，即脉冲宽度、工作频率和脉冲重复周 期。考虑导引头工作于脉冲多普勒，掩护脉冲 与探测脉冲周期不同可能影响导引头的正常测距， 因此考虑控制掩护脉冲的脉宽和工作频率来实现 区分。 当检测到较窄的脉冲时，关闭转发器，而对于宽脉冲 则保持转发。因此，若干扰机采用增量消除装置，当 掩护脉冲的脉宽大于探测脉冲一个数量级时，干扰 机就会在窄的探测脉冲到达期间关闭转发器，而在 当掩护脉冲与探测脉冲同频工作，且不改变脉 宽的情况下，根据应答式干扰机的工作原理，掩护脉 宽的掩护脉冲到达期间进行转发，此时，掩护脉冲就 达到了掩护探测脉冲的目的。 冲的增加会增加导引头接收信号中的假目标数，扰 乱导引头的正常测距；当改变探测脉冲脉宽时，由于 掩护脉冲与雷达信号的脉宽不同，二者在频域的包 络也不同，导引头可根据这一特性将掩护脉冲回波 ２掩护脉冲及其对导引头信号处理的 影响 在导弹攻击的最后阶段，导引头为了兼顾测距 信号及其造成的假目标信号进行鉴别区分，从而加 以剔除。这种情况下，掩护脉冲不影响导引头的信 号处理。掩护脉冲与探测脉冲采用不同的重复频率 时，通过频域滤波就可将掩护脉冲剔除掉，此时，导 引头只处理探测脉冲的回波，增加掩护脉冲对导引 头的正常工作没有影响。 和测速的需要，会发射低重频脉冲信号。此时脉冲 宽度为几百纳秒，具有较高的距离分辨率和一定的 对抗拖曳式诱饵的能力。为了更好的对抗应答式干 扰，导引头可以在发射探测脉冲的同时，增加设计好 的掩护脉冲，从而影响干扰机的信号侦察、分选和处 理的过程，达到掩护真实探测脉冲的目的。掩护脉 冲的波形示意图如图２所示（图中． 为掩护脉冲的 频率，．厂为真实信号频率）。 ３掩护脉冲对抗应答式干扰效果研究 增加掩护脉冲抗干扰是要在不影响导引头正常 工作的情况下进行，在上面的分析中，部分条件下的 掩护脉冲会影响导引头的正常工作，因此，下面仅讨 论在不影响导引头正常工作时增加掩护脉冲的抗干 图２掩护脉冲信号示意图 扰效果，即掩护脉冲与探测脉冲工作频率及脉宽变 ２０１４年第４期 金珊珊等：对抗应答式干扰的射频掩护脉冲设计 ３７９ 化对干扰机的影响。 当干扰机采用短存储时，ＤＲＦＭ一次只能存储 一另外，由于采用长存储时，干扰机可以复制一段 信号的信息，从而将探测脉冲与掩护脉冲都完整分 析出来，理论上可以对导引头实施有效干扰，掩护脉 冲对于干扰机没有影响。但是实际中，由于干扰机 复制的信号周期较长，进行数字频率存储时，会引入 相位误差，这一误差会引入额外的寄生频率，从而影 响导引头对目标速度的检测。因此，该仿真实验分 析的均为干扰机工作于短存储模式下的抗干扰 效果。 个脉冲信号，那么干扰机会对首先接收到的信号 进行调制和发射，当掩护脉冲与探测脉冲的频率不同 时，掩护脉冲的效果不受增量控制技术的影响，而是 取决于掩护脉冲和探测脉冲的先后次序；而脉宽不同 时，就需要考虑干扰机应用增量消除技术的影响。 该仿真实验中，探测脉冲与掩护脉冲除了频率、 脉宽及工作周期不相同，其它参数都是一致的。为 了对二者进行区分，仿真时对掩护脉冲的幅值进行 了处理，幅值较小的为掩护脉冲。 仿真１：掩护脉冲与探测脉冲工作频率不同，脉宽相同。 回波信号波形（探测脉冲＋掩护脉冲） ×１０ 正交双通道处理后干扰信号频谱 图３掩护脉冲在探测脉冲之前，干扰信号时域波形及频谱 回波信号波形（探测脉冲＋掩护脉冲） １ ０．５ ０ ．正交双通道处理后探测脉冲信号频谱 。。。。『—— —— —— —— —— ——’——。’—］上－ Ｏ．５ ．ｓ ｏｏｏｌ ＼Ａ Ａ ４ ６ Ｉ Ａ Ａ ４ Ｊ ０Ｌ 八八／＼八／＼八 川 二 ＿＿＿二 ＿ ＬＵ＿上 ＿Ｌ． — １ ２ ０ ２ ４ ６ ８ １Ｏ １２ １４ １６ 图４掩护脉冲在探测脉冲之后，干扰信号时域波形及频谱 仿真２：掩护脉冲与探测脉冲工作频率相同，脉宽不同。 回波信号波形（探测脉冲＋掩护脉冲） ｌ ０．５ ０ ０．５ －－１ 干扰信号波形 １ Ｏ．５ ０ ．．，正交双通道处理后干扰号频谱 ｌｌ 一 ｌ ｊ【 ０．５ －１ Ｏ ０．５ １ １．５ ２ ２．５ ３ ３．５ ×１０ ２ １．５ １ Ｏ．５ Ｏ ２ Ｏ ２ ４ ６ ８ １０ １２ １４ １６ －×ｌＯ （ａ）掩护脉冲位于探测脉冲之前， 干扰信号时域波形及频谱 ３８０ ．ｆｒＩ鼋鼋；事｜ｆ譬研雹瞎．罾极 回波信号波形（探测脉冲＋掩护脉冲） ０． Ｏ． ２０１４年第４期 正交双通道处理后探测脉冲信号频谱 ．×１０ ×ｌ０ 正交双通道处理后干扰信号频谱 Ｏ Ｏ ．ｌ Ｉ ＿ ｌ ｌ － Ｉ ｌ １ ． １ Ｉ ｌ ｌ Ｉ ＿ ｌ ｌ Ｉ Ｉ Ｉ ５ ×１０ ×１０４ （ｂ）掩护脉冲位于探测脉冲之后，干扰信号时域波形及频谱 图５增量消除前干扰信号时域波形及频谱 回波信号波形（探测脉冲＋掩护脉冲） Ｏ． ０． 正交双通道处理后探测脉冲信号频谱 ．ｘ１０ 干扰信号波形（应用增量消除） １ ０．５ Ｏ ．Ｏ．５ ．１ ｌ ＿ ＿ ■ － ＿ ］ ＿ ■ ■ ■ ＿ 卜｝ｔ～Ｉ｝－ １一 ×１０ ２．５ ２ １．５ １ Ｏ．５ Ｏ ● 正交双通道处理后干扰信号频谱 厂—｝八八／—■ —■—＼八１１ ｊ—］ ２ ０ ２ ４ ６ ８ １０ ｌ２ １４ １６ ×１００ ０ ０．５ １ １．５ ２ ２．５ ３ ３．５ 图６增量消除后干扰信号时域波形及频谱 仿真３：掩护脉冲与探测脉冲工作频率不同，脉宽不同。 回波信号波形（探测脉冲＋掩护脉冲） Ｏ 正交双通道处理后探测脉冲信号频谱 ×１０－４ ５ ２ ５ １ ５ Ｘ１Ｏ 正交双通道处理后干扰信号频谱 Ｏ － － ■ ■ － ＿ ■ ■ ■ ＿ ■ｌ ■ ■ ■ ＿ＩＩ ■ ■ ■ ＿ ×１０ １４ １６ ×１０。 （ａ）掩护脉冲在探测脉冲之前 回波信号波形（探测脉冲＋掩护脉冲） １ ０．５ 正交双通道处理后探测脉冲信号频谱 ０ ．Ｏ．５ ．１ ×１０ １ ０．５ Ｏ ．×１０ 干扰信号波形 正交双通道处理后干扰信号频谱 Ｏ．５ ．１ ×１０ ×１０‘ （ｂ）掩护脉冲位于探测脉冲之后，干扰信号时域波形及频谱 图７增量消除前干扰信号时域波形及频谱 ２０１４年第４期 金珊珊等：对抗应答式干扰的射频掩护脉冲设计 回波信号波形（探测脉冲＋掩护脉冲） １ ３８１ Ｏ．５ ０ ｒ ０．５ ●Ｌ ｒＬ Ｏ１ ． －—｝一ｒ矸 ｔ ■！．－＿｝ｊ＿●■ ＿■ｔ＿ｌ 一Ｉ－■＿－■＿ｔ ＿Ｉ－｜＿一２Ｌ．， 拜 一■■■一一 １１●１ｊ５ ×１Ｏ 正交双通道处理后干扰信号频谱 ２．５ ２ １．５ ｌ Ｏ．５ Ｏ 一 ］ｎ 图８增量消除后干扰信号时域波形及频谱 从仿真１中可以得出：掩护脉冲与探测脉冲采 用相同的脉冲宽度，掩护脉冲位于探测脉冲之前时， 增量消除前后掩护脉冲的抗干扰效果。提出了对抗 应答式干扰的掩护脉冲设计方法。仿真结果表明， 干扰频率会被引导到掩护脉冲的频率上去，干扰机 无法有效干扰探测脉冲。掩护脉冲位于探测脉冲之 后时，干扰频率会被引导到探测脉冲的频率上去。 干扰机能够在时域形成距离假目标，在频域形成速 度假目标，有效地实现了对导引头的欺骗干扰，此时 合理设计掩护脉冲可以达到保护探测脉冲，实现抗 干扰的目的，具有一定的应用价值。但是，对其各个 参数的具体设置问题，日后还需深入探讨。 参考文献： ［１］李永祯，王雪松，王涛，等．有源拖曳式诱饵的极化鉴 别研究［Ｊ］．国防科学技术大学学报，２００４（３）：８３—８８． ［２］李朝伟．基于数据融合抗拖曳式有源诱饵方法研究 ［Ｊ］．航天电子对抗，２００３（６）：１４—１８． 掩护脉冲没有起到预期的作用。 从仿真２和仿真３中可以看出：掩护脉冲与探 测脉冲采取不同的脉宽，工作频率的变化不影响抗 干扰效果。当干扰机不采用增量消除技术时，在时 ［３］王晓燕．高速运动目标雷达成像及角跟踪算法研究 ［Ｄ］．西安：西安电子科技大学，２００６． ［４］宋志勇，肖怀铁．基于回波幅度特征的拖曳式诱饵存在 性检测［Ｊ］．电子与信息学报．２０１１，３３（６）：１５１５—１５１９． ［５］宋志勇，肖怀铁，祝依龙，等。基于扩展单脉冲比的拖 曳式诱饵存在性检测［Ｊ］．航空学报．２０１１，３２（９）： １６５６—１６６８． 域，干扰机发射的干扰信号取决于接收到的第一个 脉冲信号。当掩护脉冲在前时，可以起到误导干扰 机的作用，当掩护脉冲在后时，就不能起到误导干扰 机的效果，干扰机就可对导引头进行干扰，此时，增 加掩护脉冲是有利有弊的。应用增量消除技术后， 无论掩护脉冲在探测脉冲之前还是之后，干扰机调 制的都是宽的掩护脉冲信号。在时域存储和发射的 都是掩护脉冲信号，探测脉冲被干扰机舍弃，达到了 掩护探测脉冲的目的。 ［６］宋志勇，肖怀铁．基于角闪烁效应的拖曳式诱饵存在 性检测［Ｊ］．信号处理．２０１１，２７（４）：５２２４３０． ［７］周伟江，王培强，张进，等．雷达射频掩护信号分析及 对抗方法研究［Ｊ］．航天电子对抗，２０１３，２９（５）：４７４０． 仿真结果表明，对于工作于短存储的应答式干 扰机而言，当干扰机不应用增量消除技术时，掩护脉 作者简介 冲为宽脉冲且设置于探测脉冲之前时可以有效对抗 应答式干扰机，掩护脉冲与探测脉冲脉宽相同时，只 有二者工作频率不同且掩护脉冲位于探测脉冲之前 金珊珊（１９８９一），女，山东省烟台市 人，硕士生，研究方向为雷达及电子战新 技术： 时才能够对抗应答式干扰机；而当干扰机应用增量 消除技术时，则只要掩护脉冲脉宽大于探测脉冲一个 数量级，就可有效误导干扰机，达到抗干扰的目的。 王春阳（１９６７一），河南南阳人，教授，主要研究方向为 雷达电子对抗技术： ４ 结 语 在不影响导引头正常工作的前提下，针对工作 于短存储模式下的应答式干扰机，仿真分析了采取 邱程（１９８９一），山东高密人，硕士／助理工程师，主要 从事装备保障及电子战方向的研究； 李欣（１９８９一），河南南阳人，博士研究生，研究方向 为新型雷达干扰技术。
