DRFM产生的假目标与真实雷达目标回波差别分析
基于DRFM的欺骗干扰与雷达目标模拟实现
在 雷达 的测 试 系统 中 ， 常常需 要模 拟 目标 回波 ； 同
时， 为了测试雷达的抗干扰特性 ， 还需要产生欺骗干扰 的信号。Ｄ Ｆ 数字射频存储器） Ｒ Ｍ（ 由于可以高保真 的 存 储和复 制采样 信 号 ， 试 系 统不 仅 可 以产生 多 个 假 测
目标 ， 可 以产 生距 离拖 引干扰 和速度 拖引 干扰 。 还
ｅ 根据假 目标的运动轨迹 ， Ｓ ） Ｄ Ｐ实时计算出假 目 标的距离引起 的功率衰减， 控制输出电调衰减器 ， 实现
假 目标 的距 离欺骗 。 目标模拟 与欺 骗干 扰系统 组成框 图如图 ｌ 示 。 所
１ 系统组成及原理
电 子 工 叠 师
２０ பைடு நூலகம்７年 ４月
设 置延 时 时 间 和 脉 冲个 数 的 脉 冲延 时 电 路 ， 以 在 可 Ｆ Ｇ 中根据 需要 设 计 多 个单 脉 冲 延 时 电 路 ， 后 将 ＰＡ 然 这 些脉 冲相加 ， 到延 时独 立设 置 的脉 冲 ， 拟独立 运 得 模 动 的 目标 轨迹 。这样 ， 只用 一 个 通道 就 可 以同 时实 现 目标 模 拟与欺骗 干扰 、 目标 模 拟或 多 个 欺骗 干 扰 信 多 号 。对 Ｄ Ｆ 的控制 时序见 图 ２ ＲＭ 。
ｂＤ Ｐ ） Ｓ 根据主控计算机提供的命令和干扰参数 ， 实 时计算 每一个更 新 时刻计算 出相 应 的 目标 时延和 多
谱勒频 移 ， 把数 据存入 相应 的锁存 器 中。 并
ｃ 可编程脉冲延时电路根据 Ｄ Ｐ ） Ｓ 提供 的参数， 对 雷 达视频脉 冲进行 相 应 的延 时 ， 产生 Ｄ Ｆ 的数 据释 ＲＭ 放信号 ， 控制 Ｄ Ｆ 的 Ｄ Ａ转 换 器 工作 ， 生 中频 脉 ＲＭ ／ 产
雷达回波识别与分析
非气象回波——主要是地物、飞机等非气象目标物对雷达电磁波的散射或反射而引起的，或者是由于雷达的性能引起的虚假回波。 有无多普勒径向速度等值线密集带存在 朝向雷达分量（负）和远离雷达分量（正）分布特征
雷达回波强度 的识别与分析
尾瓣在PPI上的虚假回波（P. 313 图 10.35）——关于雷达站中心对称， 虚假回波正好与真实回波的强中心相似，且随着真实回波的移动而移 动；
旁瓣在PPI上的虚假回波（P. 313 图 10.36）——又称“枝状回波” ， 分布在真实回波的两侧，且随着真实回波的移动而移动；
旁瓣在RHI上的虚假回波
“指状回波” （P. 313 图 10.37）——其形状与强回波中心相似； 降水回波延伸到地平线以下。
气象回波
——降水回波
层状云连续降水回波
——片状回波
特点
PPI回波特征：成片分布，面积较大，回波边缘模糊发毛， 在大片弱回波中偶有个别强度较强的回波团（强度一般在 20－30dBz）；
RHI回波特征：结构均匀，顶部虽有起伏，但相对起伏较 小（相对于对流云降水），比较平整，垂直厚度不大（一 般5－6Km，因地区、季节而不同），水平尺度要比垂直尺 度大得多；
对流云回波特征
在PPI上通常呈小块状，零散、孤立、尺度小，犹 如天上的星星；
在RHI上呈柱状，地步不及地，发展迅速，若条件 许可，能在很短时间内由云发展成为阵雨或雷雨；
雾的回波
雾滴和云滴一样，粒子非常小，只有波长较短、 灵敏度较高的雷达才能探测到；
在PPI上，雾的回波呈均匀弥散状，像一层薄 纱罩在屏幕上；
在测战附近有高大建筑物、降水或超折射等现象 的情况下容易出现，一般仍能探测到降水回波。
雷达DRFM欺骗干扰的检测
Ｋｅ ｄ Ｓｇ ａ Ｄｅｅ ｔ ｎ ａ ｄ Ｅ ｔ ｔ ｎ Ｃ ｙｗｏｒｓ： ｉｎ ｌ ｔｃｉ ｎ ｓｉ ｉ ；Ｅ ＣＭ ；Ｒａ ａ ｃ ｐｉｎＪ ｍｍｉｇ ｏ ｍａ ｏ ｄｒＤｅｅ ｔ ａ ｏ ｎ ；ＲＧ Ｏ Ｐ
１ 引言
干扰跟踪雷达的传统欺骗干扰技术 为距 离拖 引干 扰 （ Ｇ Ｏ 和速 度拖 引 干扰 （ Ｇ Ｏ） Ｒ Ｐ） Ｖ Ｐ 。基于数 字 射频 存储器 （ Ｒ Ｍ） Ｄ Ｆ 的现代欺 骗性 电子攻 击系 统 （ Ｅ Ｍ） ＤＣ 可 以复制 出与雷达 发射信 号具 有相干 性 的干扰信 号 ，
Ｓ ＵＮ ｎ Ｈｏ ｇ Ｍｉ — ｎ ＴＡＮＧ ｎ Ｂｉ
（ ．Ｓ ｈ ｏ ｏ Ｔ ｌ ｏ ｍ ｎｃ ｔ ｎ Ｅ ｇ ｅ ｒ ｇ Ｈ ｎ Ｚ ｏ ｉｎ ｉ ｎｖ ｒ ｔ ， ｎ Ｚ ｏ ， ０ ７； １ ｃ ｏ ｌ ｆ ｅ ｃ ｍ ｕ ｉ ｉ ｎ ｉ ｅ ｎ ， ａ ｇ ｈ ｕ Ｄ ａ Ｚ ｉ ｓ ｙ Ｈａ ｇ ｈ ｕ ３ ０ ３ ｅ ａｏ ｎ ｉ Ｕ ｅｉ １
ｇｔ ｐ ｌｏ （ Ｇ Ｏ）ｓ ａ， ｎ ｅ ａｅｏ ｔ —ｅ ｙ ｅｓ ｎｏ ｔ ｍｍｎ ｇａ ｉａｓ ｎｉｅｆ Ｒ Ｐ ｅ ｌ ｉ ｌ ａｄｔ ｓ ｆ ｍｅｄｌ ｒ ｏ ｅ ａ ｉｇ ｉ ｌｓ ｌ ｃ ｓ ｒ ｎ ｇ ｈｃ ａｉ ａ ｖ ｉ ｆｈ ｊ ｓ ｎ ｏ ｏ ｄ ｄ ｈ ｎ ａｃ ｉ ｏａｔ ｔ ｏ ｌｒ ｄ ｃｒ
第２ ６卷
第 ５期
信 号 处 理
ＳＧ Ｉ ＮＡＬ Ｐ ＣＥ Ｓ Ｎ ＲＯ Ｓ Ｉ Ｇ
Ｖｏ ． ６． ＮＯ ５ 】２ ． Ｍ ａ ． ０１ ｖ ２ ０
２１ ０ ０年 ５月
雷 达 Ｄ Ｆ 欺 骗 干 扰 的 检 测 Ｒ Ｍ
虚假回波公式
虚假回波公式
虚假回波，也称为虚假目标或干扰回波，是在雷达或声纳等回波探测系统中出现的一种现象，它不是由实际目标产生的回波，而是由系统内部或环境因素引起的。
虚假回波公式通常用于描述虚假回波的幅度、频率和位置等特性。
具体的公式取决于产生虚假回波的机制和系统特性。
例如，在雷达系统中，虚假回波可能由于天线旁瓣、地面或海面反射、大气折射、多路径传播等效应产生。
对于不同的效应，可能需要不同的公式来描述虚假回波的特性。
为了准确地描述虚假回波，需要了解具体系统的参数和特性，以及虚假回波产生的物理机制。
如果有具体的需求或背景，请提供更多细节，我将尽力提供更有针对性的帮助。
间歇采样干扰参数设置对雷达干扰效果的分析
间歇采样干扰参数设置对雷达干扰效果的分析杨沛;万连城;庄俊;王鹏【摘要】自卫干扰中,采用基于DRFM的间歇采样转发干扰技术,能够实现超前真实目标的多假目标干扰.间歇采样干扰的采样周期、采样脉冲占空比会对干扰效果产生不同的影响.文中理论分析了采样周期、采样脉冲占空比的变化对脉冲压缩雷达信号处理结果的影响,并仿真验证了干扰效果.结果表明,采样周期影响假目标间隔,采样脉冲占空比影响假目标的能量分配,当采样周期Ts范围在1/B＜ Ts＜ T/2时,合理设置采样脉冲占空比,并适当增大干扰功率,干扰信号产生的多假目标能够淹没真实目标.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2018(031)009【总页数】4页(P58-61)【关键词】自卫干扰;多假目标干扰;间歇采样;采样周期;占空比;脉冲压缩【作者】杨沛;万连城;庄俊;王鹏【作者单位】中国洛阳电子装备实验中心,河南洛阳471003;西安电子科技大学,陕西西安710071;中国洛阳电子装备实验中心,河南洛阳471003;中国洛阳电子装备实验中心,河南洛阳471003【正文语种】中文【中图分类】TN974机(弹)载自卫干扰设备主要用于突防任务中对敌方雷达实施压制或欺骗干扰，掩护自身目标[1-2]。
为减小干扰设备规模和提高干扰效能，机(弹)载干扰设备常采用相参干扰体制[3-4]，通过复制转发雷达脉冲实施干扰。
从雷达角度观测，常规转发式假目标往往滞后于载体目标回波，不能实现自卫干扰的目的[5]。
间歇采样干扰通过短时的采样-转发技术，产生离散的窄脉冲串[6]，经雷达脉冲压缩处理能够实现超前干扰，达到掩护载体突防的目的。
典型的间歇采样转发干扰信号系统基于DRFM实现[7-9]，其基本工作流程是干扰机对截获的大时宽雷达信号高保真地采样其中的一小段，再进行调制处理转发，然后采样与转发分时交替工作直至大时宽雷达信号结束。
间歇采样干扰的参数主要包括采样周期、采样脉冲占空比，试验中发现不同的参数设置会对干扰效果产生影响。
作战雷达发射假目标干扰信号优化匹配仿真
ｑｕｅｎｃｙ—ｓｈｉｆ ｔｉｎｇ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｍａｙ ｈａｖｅ ｔｈｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ｂｅｔｗｅｅｎ ｄｅｌａｙ ａｎｄ ￣ｅｑｕｅｎｃｙ ｓｈｉｆｔ，ＳＯ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｃｈｏ ｓｉｇｎａｌ ｗｉｔｈ ￣ｅｑｕｅｎｃｙ ｓｈｉｆｔ ｍａｙ ｂｅ ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ ｂｙ ｍａｔｃｈｅｄ ｆｉｌｔｅｒ，ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ｗｉｄｅｎ ｔｈｅ ｍ ａｉｎ ｐｅａｋ，ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ａｍ ｐｌｉｔｕｄｅ ｗｉｔｈ ｔｒｉａｎｇｕｌａ ｒ ｅｎｖｅｌｏｐｅ，ａｎｄ ｍｉｓｍａｔｃｈ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｏｗｅｒ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｗｏ ｍｕｌｔｉ－ｆａｋｅ ｔａｒｇｅｔ ｉｎｔｅｒ ｆｅｒｅｎｃｅ ｐａｔｔｅｒｎｓ， ｔｈｅ ｒｅｐｅａｔｅｄ ｒｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｎｓｅ ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｔｈｅ ｆａｌｓｅ ｔａｒｇｅｔｓ ｉｎ ｖｉｃｉｎｉｔｙ ｏｆ ｔｒｕｅ ｔａｒｇｅｔ ｃａｎ ｂｅ ｇｅｎ— ｃｒａｔｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｔｒｕｅ ｔａｒｇｅｔ ｃａｎ ｂｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｄｉｓｔｕｒｂｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ Ｍａｔｌａｂ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｗｏ ｉｎｔｅｒｆｅｒ－
ｅｎｃｅ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｈａｖｅ ｔｈｅ ｄｕａｌ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｎｇ ｊａｍｍｉｎｇ ａｎｄ ｄｅｃｅｐｔｉｖｅ ｊａｍｍｉｎｇ，ａ ｎｄ ｃａｎ ｉｎｔｅｒ ｆｅｒｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｌｉｎｅａｒ
机载雷达功能仿真中目标回波分析
机载雷达功能仿真中⽬标回波分析第２５卷第３期计算机仿真２００８年３⽉⽂章编号：１００６—９３４８（２００８）０３－００７９⼀０４机载雷达功能仿真中⽬标回波分析⽜捷，⾼晓光，郑景嵩（西北⼯业⼤学电⼦⼯程系，陕西西安７１００７２）摘要：从机载雷达功能仿真的⽬标探测模型出发，以信噪⽐的求解为基准，考虑机载雷达⽬标探测过程中受到的⼤⽓衰减和地表镜⾯反射等背景因素的影响和制约，分析了典型⼤⽓状况和地表类型条件下⽬标回波功率的模型。
⼤⽓衰减系数和地表镜⾯反射系数经过优化建模，以达到定量计算的要求。
利⽤此模型提出机载雷达⽬标探测的效能指标。
在效能仿真的基础上，运⽤典型值采样的⽅法。
重点分析了镜⾯反射对机载雷达回波能量的定量影响。
仿真结果表明了该模型的正确性和有效性。
关键词：机载雷达；⽬标回波；单程⼤⽓衰减系数；镜⾯反射系数中图分类号：ＴＮ９５９．３⽂献标识码：ＡＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＴａｒｇｅｔＥｃｈｏｉｎＡｉｒｂｏｒｎｅＲａｄａｒ’ＳＦｕｎｃｔｉｏｎＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＮＩＵＪｉｅ，ＧＡＯＸｉａｏ—ｇｕａｎｇ，ＺＨＥＮＧＪｉｎｇ—ｓｏｎｇ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＰｏｌｙｔｅｅｈｎｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎＳｈａｎｘｉ７１００７２，Ｃｈｉｎａ）ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｔｈｅｔａｒｇｅｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｏｆｔｈｅａｉｒｂｏｒｎｅｒａｄａｒｉｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｌｕｔｔｅｒｓｏｆａｉｒａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎａｎｄｍｉｒｒｏｒｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ａｎｄｉｓａｎａｌｙｚｅｄｉｎｓｏｍｅｔｙｐｉｃａｌａｉｒａｎｄｌａｎｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｕｓｉｎｇｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｓａｍｐｌｅｂｙｔｙｐｉｃａｌｖａｌｕｅ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆａｉｒｂｏｒｎｅｒａｄａｒｏｎｅｃｈｏ—Ｂｉ酬ｐｏｗｅｒＷａｓａｎａｌｙｚｅｄｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙ．ＯｐｔｉｍｉｚｉｎｇｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｏｆｓｉｎｇｌｅｔｒｉｐａｉｒａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｍｉｒｒｏｒｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｗｈｉｃｈｅｆＬｎｂｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｌｙ．ＡｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅＷａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．ＴｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｐｒｏｖｅｔｈａｔｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎａＴｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅａｎｄｒｅｌｉａｂｌｅ．ＫＥＹＷＯＲＤＳ：Ａｉｒｂｏｒｎｅｒａｄａｒ；Ｔａｒｇｅｔｅｃｈｏ；Ｓｉｎｇｌｅｔｒｉｐａｉｒａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ；Ｍｉｒｒｏｒｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ１引⾔实际空战中，机载雷达必须⾯对复杂多变的战场环境，各种背景因素都会影响和制约雷达的探测性能。
DRFM产生的假目标与真实雷达目标回波差别分析
（ ． ５ １ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｉ ｓ ｉ ｔ ｆＣＡＳ Ｃ， ｎ ｉｇ ２ ０ ０ Ｊａ ｇ ｕ Ｃｈ ｎ ） Ｎｏ ８ １ ｓ ａ ｃ ｎ ｔ ｕ ｅｏ ｔ Ｉ Ｎａ ｊｎ １ ０ ７，ｉｎ ｓ ， ｉａ
理 上浅 析 两者之 间 的差别 。
收 稿 日期 ：２ ０ —０ —２ ；０ ８—０ —１ ０８ ６ ４２０ ８ ２修 回 。
ｓｇｎ ｌ ｅ ｒ ｔ ｄ ｂｙ ＤＲ ＦＭ ｒ ｍ ｈｅ ｒ ａｌｔ ｒ ｅ ａ ａｒｅ ｈｏ ａ ｅ ｐ ｅ ｅ ｅ ｉ ａ ｓ ｇ ｎｅ ａ ｅ ｆ ｏ ｔ ｅ ａ ｇ ｔｒ ｄ ｃ ｒ ｒ ｓ ｎｔ ｄ．
Ｋｅ ｒ ｓ： ｙ ｗｏ ｄ ＤＲ ＦＭ ； ａ ｒ；ａ ｓ ａｒ ｅ ｒ ｄａ ｆ ｌｅ ｔ ｇ ｔ
１ 引 言
当前 雷 达使 用 高稳 定 锁 相 频 率 源 ， 射 大 时 带 积 发 复杂调 制信 号 ， 低 被 截 获 概 率 ， 高 自身 抗 干 扰 能 降 提
力 。使 用 的 复 杂 调 制 主 要 有 调 频 和 调 相 两 种 ， 频 中 调
２ 时域 差 别
雷达 目标 回波 信号 与 Ｄ Ｍ 产 生 的假 目标 信 号 ＲＦ
ａ ｅ ｙ ＤＲＦＭ ｒ ｉ ｅ ． Ａｔｌｓ ，ｔ ｔ ｏ ｓ ｉ ｉ ｏ ｉ ｎ ｒ ｑ ｅ ｃ ｏ ｉ ｏ ｄ ｓ ｉ ｇ ｉ ｈ ｓ ｕ ｉ ｕ ｔｄ ｂ ａｅｇｖ ｎ ａ ｔ ｗｏ ｍｅ ｈ ｄ ｎ ｔｍｅ ｄ ｍａｎ ａ ｄ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｄ ｍａｎ ｔ ｉｔ ｕ ｓ ｐ ｒｏ ｓ ｎ
目标 脉 冲信号 前后 沿 是 用 斩 波 调 制器 切 出来 的 ， 有 具
较 陡的前 后沿 ， 图 １所 示 。如 果 目标 物体 几 何 结 构 如 较 为复杂 ， 物体 反 射 回波 是 多 点 反 射 回波 的叠 加 结 则
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第24卷第6期航天电子对抗收稿日期:2008-06-24;2008-08-12修回。
作者简介:陈方予(1963-),男,研究员,长期从事电子干扰技术研究;柯安琦(1962-),女,高工,主要从事高速数字信号处理研究;李明(1957-),男,研究员,长期从事天线及电磁场技术研究。
D RFM 产生的假目标与真实雷达目标回波差别分析陈方予,柯安琦,李 明(中国航天科工集团8511研究所,江苏南京 210007) 摘要: 在时域和频域上分析了真实雷达目标回波信号与DRFM 产生的假目标信号之间的差别,给出了识别DRFM 产生的假目标信号的充分条件,提出了在时域和频域上识别两种信号的方法。
关键词: DRFM ;雷达;假目标中图分类号: TN 974 文献标识码: AAnalysis of the difference bet w een real target radar echoand spurious signals generated by D RFMChen Fangyu ,Ke Anqi ,Li Ming(No.8511Research Instit ute of CASIC ,Nanjing 210007,Jiangsu ,China )Abstract :The differences between real target radar echo and false target radar echo generated by DRFM in time domain and f requency domain are presented.And then full conditions of identifying spurious signal gener 2ated by DRFM are given.At last ,two methods in time domain and f requency domain to distinguish spurious signals generated by DRFM f rom the real target radar echo are presented.K ey w ords :DRFM ;radar ;false target1 引言当前雷达使用高稳定锁相频率源,发射大时带积复杂调制信号,降低被截获概率,提高自身抗干扰能力。
使用的复杂调制主要有调频和调相两种,调频中以线性调频(chirp )信号为主,调相中以二相相移键控(B PS K )信号为主。
雷达接收时,根据已知的调制特性,在时域上压缩接收信号,提高接收信号功率,增大接收信号的信噪比,同时根据回波信号与发射信号可能存在的微小多普勒频差,测量运动目标速度。
雷达使用复杂调制信号,增加了人为制造假目标的难度。
当前一种实用的相参假目标制作技术是以射频存储(DRFM )为核心的延时转发技术。
这种方法产生的假目标与真实雷达目标回波有很强的相似性。
本文从雷达目标回波信号和DRFM 产生的假目标信号产生原理上浅析两者之间的差别。
2 时域差别雷达目标回波信号与DRFM 产生的假目标信号在时域上主要存在以下差别。
(1)脉冲波形前后沿坡度差别。
DRFM 产生的假目标脉冲信号前后沿是用斩波调制器切出来的,具有较陡的前后沿,如图1所示。
如果目标物体几何结构较为复杂,则物体反射回波是多点反射回波的叠加结果,回波脉冲前后沿坡度较大,如图2所示。
(2)脉冲平顶分层差别。
相对雷达运动的目标其回波脉冲顶部有随机分层现象,分层的原因是目标物体反射面的不稳定运动。
如图2所示。
DRFM 产生的假目标脉冲信号平顶起伏是使用电调衰减器模拟出来的,电调衰减器模拟的脉冲平顶起伏是均匀的,且脉内成平直线形式,如图1所示。
图1 由DRFM 产生的假目标 图2 真实雷达目标回波 脉冲 脉冲14航天电子对抗2008(6)(3)脉冲底部封口现象。
真实的目标回波脉冲虽然存在前后沿变缓、顶部随机分层等现象,但不会有脉冲底部封口现象。
DRFM 产生的假目标脉冲信号经常存在脉冲底部封口现象,即在脉冲底部出现闪烁形式的封口线,如图1所示。
脉冲底部封口现象有时也被称为漏脉冲现象。
导致漏脉冲现象的原因比较复杂,除DRFM 的接收前端所处的电磁环境复杂,电子信号密度高,导致接收机分选困难产生错误回波外,还与干扰机与雷达的相对运动以及干扰机的设计水平有关。
这种漏脉冲现象在实验室线馈试验时出现概率较低,在外场空馈试验中出现概率较高。
上述3项差别中,1、2项差别理论上存在,但有时由于目标物体形状过于简单,或者雷达探测脉冲过窄,或者目标相对静止,观察起来比较困难,难以区分。
但是如果第3种差别出现,那么出现漏脉冲的信号一定是人为模拟的信号。
3 频域差别信号在空间传输会带来幅度衰落,但不会改变频谱结构。
分析真实雷达目标信号和DRFM 产生的假目标信号在频域上的差别,可从两者产生的机理入手,根据两者不同的产生机理观察和分析两者频域上的差别。
图3、图4分别给出了雷达信号产生电原理框图和DRFM 产生假目标信号电原理框图。
3.1 雷达目标回波信号频谱图3中,锁相源产生的信号经调制器调制,再经放大器放大,由天线辐射出去。
调制器对载频f 0进行调制产生有用信号频带。
放大器放大时,由于增益具有非线性,会产生f 0的整数倍谐波,但各整数倍谐波均距f 0较远(f 0较大),接收时将被雷达接收机机的带通滤波器滤除,不能进入雷达中放。
雷达发射信号的频谱如图5所示。
图5中的基底噪声是整个发射机系统的电子噪声,与发射信号无关。
基底噪声功率通常很小,占用发射信号功率部分可忽略不计。
雷达探测脉冲信号经目标物体反射后,由于目标物体几何结构可能复杂以及目标与雷达之间可能存在相对运动,因此可能导致回波信号前后沿变缓、幅度闪烁,这种现象在频域上反应为信号频谱在小范围内出现杂乱调幅分量,这些杂散分量主要能量分布在一个较窄的频率范围内。
图5 雷达发射信号频谱3.2 D RFM 产生的假目标信号频谱图4中,接收机接收的信号经下变频至DRFM 工作频段,目前一般在0～600M Hz 频带上。
DRFM 由A/D 、RAM 、D/A 组成,对下变频信号进行矩形脉冲抽样、量化、存储、读出、D/A 变换。
目前应用较多的多位DRFM 抽样速率在1500M Hz 左右,根据奈奎斯特抽样准则,被抽样信号带宽在600M Hz 左右。
信号时域上的抽样过程在频域上对应的是一个频谱复制、搬移的过程。
带限信号经抽样、量化、D/A 变换后,信号频谱中将包含较多寄生成分,如图6所示。
图6 带限信号经抽样、量化、A/D 变换后频谱3.2.1 杂散信号理想狄拉克函数抽样,不会产生杂散信号,只是将信号频谱复制到抽样频率f c 的整数倍位置上,如图6所示。
实际的DRFM 使用的抽样脉冲不是狄拉克函数,而是矩形窄脉冲。
抽样后对抽样值进行阶梯量化。
阶梯量化过程将在信号频谱中引入量化杂散分量。
引入的各杂散分量可使用DF T 计算求得。
为说明杂散分量所占有的总信号能量,杂散分量通常以信噪比的形式给出。
式(1)给出了杂散分量的计算方法:SNR =6.02N +1.76dB +10lg[f c /(2f a )](1)式中,N 为量化位数;f c 为抽样频率;f a 为模拟信号带宽(最高频率)。
观察两个极端状态:(1)N =1、f c =2.5f a 时,即采用单比特量化,且模拟信号频率取最大值时,SN R =8.75dB 。
(2)N =10时,即采用10比特量化时,暂不考虑频率因素,SN R ≥61dB 。
由此可见,量化噪声功率与信号功率的比值与量化位数有关,最小242008(6)陈方予等:DRFM产生的假目标与真实雷达目标回波差别分析值为8.75dB,最大值可能大于60dB。
3.2.2 抽样寄生信号图6中的抽样寄生信号是抽样方法本身带来的,使用狄拉克函数抽样和使用矩形脉冲抽样都会产生该信号。
抽样寄生信号是一组以抽样频率f c为间隔的多个信号,这组信号中,离基带信号频率最近的一个是D/A后面低通滤波器重点要滤除的。
对这一寄生信号的滤除效果通常是随寄生信号在抽样信号频谱中的位置不同而不同,在较好的频率点通常这个信号与基带信号的功率差可控制在40dBc左右。
DRFM设计时,为充分利用A/D抽样速率,常设置被抽样信号频率范围上限为抽样频率f c的1/2.5。
D/A后低通滤波器传输函数的转折点频率为f p=f c ×1/2.5。
由于低通滤波器通带较宽,通常过渡带也较宽,因此彻底滤除离基带信号最近的抽样寄生信号分量较难。
例如:设f c=1000M Hz,f p=400M Hz,被抽样信号是f a=400M Hz窄带信号,则第一抽样寄生频率分量为f q=f c-f a=600M Hz,距f a相差200M Hz,这个信号难以被低通滤波器滤除干净。
在后面上变频载频恢复过程中,混频器后的高通滤波器滤除载频与中频的差频信号,对这个抽样寄生信号不能滤除,这个寄生信号将与有用信号一同被发射出去。
3.2.3 差拍调幅信号当抽样信号频率与被抽样信号频率不成整数倍时,抽样后,信号频率信息不会失真,但量化后的信号幅度会出现差拍调幅现象(被抽样信号的相邻周期内,抽样点幅度不重合),如图6所示。
差拍调幅信号的周期是抽样信号周期和被抽样信号周期的最小公倍数,调幅深度与抽样信号与被抽样信号的频差成反比,抽样信号频率越高,被抽样信号频率越低,差拍调幅越浅,反之抽样信号频率越低,被抽样信号频率越高,差拍调幅越深。
3.3 两种信号频域上差别(1)杂散分量。
由于目标物体几何结构可能复杂以及目标与雷达之间可能存在相对运动,在真实雷达目标回波信号频谱附近可能出现杂散分量,杂散分量主要能量分布在一个较窄的频域范围内。
在由DRFM产生的假目标信号频谱中,由于使用矩形脉冲抽样和阶梯量化,引入量化杂散信号成分。
量化杂散信号分量的幅度反比于量化位数和抽样信号频率与被抽样信号频率的比值。
DRFM产生的假目标信号中的量化杂散信号与真实雷达目标回波信号的杂散信号相比,频谱分布较密、较广。
(2)DRFM产生抽样寄生信号。
由抽样方法产生的抽样寄生信号是一个间隔为抽样频率的一组系列信号,距离被抽样信号最近的一个抽样寄生信号位于被抽样信号频率与抽样信号频率之间,幅度与抽样信号频率与被抽样信号频率的差值成反比(低通滤波器特性)。
(3)DRFM产生差拍调幅信号。
由抽样信号频率与被抽样信号频率不成整数倍关系所带来的差拍调幅信号分量分布在被抽样信号频谱两旁近处,幅度与抽样信号频率与被抽样信号频率的频差成反比。
工程上,DRFM产生的杂散信号、抽样寄生信号和差拍调幅信号是DRFM设计时需要考虑的设计指标,也是衡量DRFM设计水平的参考依据。