雷达欺骗性干扰

第7章 欺骗性干扰
在一般条件下,欺骗性干扰所形成的假目标Tf也是V
中的某一个或某一群不同于真目标T的确定点的集合: {Tfi}ni=1 Tfi∈V, Tfi≠T i=1,…,n (7―4)
所以它也能够被雷达检测,并发挥以假作真和以假 乱真的干扰目的。需要特别说明的是,许多遮盖性干扰 的信号也可形成V中的假目标,但其假目标往往具有空 间和时间的不确定性(空间位置和出现的时间是随机的), 与真目标(在空间和时间上是确定的)相去甚远,难以被
角、多普勒频率和回波功率。雷达能够区分V中两个不 同点目标T1、T2的最小空间距离ΔV称为雷达的空间分
辨力
ΔV={ΔR,Δα,Δβ,Δfd,［Simin,Simax］} (7―3)
其中,ΔR,Δα,Δβ,Δfd分别称为雷达的距离分辨力、方 位分辨力、仰角分辨力和速度分辨力。一般雷达在能 量上没有分辨能力,因此其能量的分辨力与检测范围相 同。
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5) 多参数欺骗干扰
多参数欺骗干扰是指假目标在V中有两维或两维以 上参数不同于真目标,以便进一步改善欺骗干扰的效果。 经常用于同其它干扰配合使用的是AGC欺骗干扰,此外 还有距离—速度同步欺骗干扰等。
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2.根据Tf与T在V中参数差别的大小和调制方式分类
由此产生的干扰有3种 1) 质心干扰 ‖Tf-T‖≤ΔV (7―9)
第7章 欺骗性干扰
第7章 欺骗性干扰
7.1 概述 7.2 对雷达距离信息的欺骗 7.3 对雷达角度信息的欺骗 7.4 对雷达速度信息的欺骗
7.5 对跟踪雷达AGC电路的干扰
第7章 欺骗性干扰
7.1 概述
7.1.1 欺骗性干扰的作用
设V为雷达对各类目标的检测空间(也称为对各类目 标检测的威力范围),对于具有四维(距离、方位、仰角
f t (t ) f 0
fm
T
t
0t T
(7―15)
第7章 欺骗性干扰
式中,Δfm为调频带宽。经过距离R的双程传播,回波
信号②频率为
2R f r (t ) f t (t ) c
(7―16)
收发信号下变频后为输出信号③,其频率为收发频差fc
2 R f m f c f t (t ) f r (t ) cT
易被假目标拖引开,而抛弃真目标。
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拖引段的时间长度主要取决于最大误差δvmax 和拖
引速度v′;在关闭时间段［t2,Tj)内,欺骗式干扰关闭发射, 使假目标Tf 突然消失,造成雷达跟踪信号突然中断。在 一般情况下,雷达跟踪系统需要滞留和等待一段时 间,AGC电路也需要重新调整雷达接收机的增益(增益提 高)。如果信号重新出现,则雷达可以继续进行跟踪。如 果信号消失达到一定的时间,雷达确认目标丢失后,才能 重新进行目标信号的搜索、检测和捕获。关闭时间段 的长度主要取决于雷达跟踪中断后的滞留和调整时间。
式中,Rf,αf,βf,fdf,Sf 分别为假目标Tf 在V中的距离、方
位、仰角、多普勒频率和功率。距离欺骗干扰是指假 目标的距离不同于真目标,能量往往强于真目标,而其余 参数则近似等于真目标。 2)角度欺骗干扰 αf≠α或βf≠β,Rf≈R,fdf≈fd,Sf>S (7―6)
角度欺骗干扰是指假目标的方位或仰角不同于真 目标,能量强于真目标,而其余参数近似等于真目标。
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7.1.3 欺骗性干扰的效果度量
根据欺骗性干扰的作用原理,度量其干扰效果主要 采用以下几种参数。 1.受欺骗概率Pf Pf 是在欺骗性干扰条件下,雷达检测、跟踪系统发
生以假目标当作真目标的概率。如果以{Tfi}ni=1表示V
中的假目标集,则只要有一个Tfi被当作真目标,就会发生 受欺骗的事件。
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2.连续波调频测距法
连续波调频测距主要用于检测和跟踪近距离目标。 典型的锯齿波调频测距雷达如图7 ― 3所示,其收发信号
的频率调制如图7―4所示。当雷达处于搜索状态时,其
发 射 信 号 频 率 ft(t) 按 照 调 频 锯 齿 波 ① 周 期 T 在 区 间 ［f0,f0+Δfm］内逐渐变化：
(7―17)
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图7―3 连续波调频测距雷达组成
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图7―4 锯齿波调频测距雷达发射信号频率
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信号③送至通带为［fi-Δfr/2,fi+Δfr/2］的中放。当
频差fc不在中放通带内时,中放没有输出,锯齿波产生电 路使锯齿波①的周期T在［Tmin,Tmax］范围内逐渐变化, 力求捕获目标回波信号;当频差fc位于通带范围内时,锯 齿波产生电路使锯齿波①的周期T按照频率误差积分器 的电压进行微调。此时,鉴频器根据频差fc 偏离中心频 率fi 的大小和方向输出距离误差信号④;经过积分,产生 锯齿波周期的微调电压,直到使fc=fi,误差信号④为零,电 路达到跟踪稳定状态。典型的鉴频电路和鉴频特性如 图7―5所示。
空间和时间近似重合,雷达很容易检测和捕获。由于假 目标的能量高于真目标。捕获后AGC电路将按照假目
标信号的能量来调整接收机的增益(增益降低),以便对
其进行连续测量和跟踪,停拖时间段的长度对应于雷达 检测和捕获目标所需的时间,也包括雷达接收机AGC电 路的增益调整时间;在拖引时间段［t1,t2)内,假目标与真 目标在预定的欺骗干扰参数(距离、角度或速度)上逐渐 分离(拖引),
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3) 速度欺骗干扰
fdf≠fd,Rf≈R,αf≈α,βf≈β,Sf>S (7 ― 7)
速度欺骗干扰是指假目标的多普勒频率不同于真 目标,能量强于真目标,而其余参数近似等于真目标。 4) AGC欺骗干扰
Sf≠S
余参数覆盖或近似等于真目标。
(7―8)
AGC欺骗干扰是指假目标的能量不同于真目标,其
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通过⑨、10电压的比较,产生相等时刻的波门触发脉冲 ②,使波门产生器修正前、后跟踪波门②、③的时间位 置,直到波门的中心对准回波脉冲①的能量中心。此时, 差压检波器输出为0,距离电压保持不变,跟踪波门的位 置达到稳定状态。
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图7―2 自动距离跟踪系统的原理方框图
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如果将雷达对每个假目标的检测和识别作为独立试验
序列,在第i次试验中发生受欺骗的概率记为Pfi,则有n个 假目标时的受欺骗概率Pf为
Pf 1 (1 Pfi )
i 1
n
(7―14)
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2.参数测量(跟踪)误差均值δV、方差σ2v
在随机过程中的参数测量误差往往是一个统计 量,δV是指雷达检测跟踪的实际参数与真目标的理想参 数之间误差的均值,σ2v是误差的方差。根据欺骗性干扰 的第一种分类方法,δV可分为距离测量(跟踪)误差δR、 角度测量(跟踪)误差δα、δβ和速度测量(跟踪)误差 δfd,σ2v也可分为距离误差方差σ2R、角度误差方差σ2α、 σ2β和速度误差方差 达的影响更为重要。 等,其中特别是误差均值δV对4)式既是欺骗性干扰的基
本条件,也是欺骗性干扰技术实现的关键点。
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由于目标的距离、角度和速度信息表现在雷达接 收到的各种回波信号与发射信号在振幅、频率和相位 调制的相关性中,不同的雷达获取目标距离、角度、速 度信息的原理不尽相同,而其发射信号的调制样式又是 与其对目标信息的检测原理密切相关的,因此,实现欺骗 性干扰必须准确地掌握雷达获取目标距离、角度和速 度信息的原理和雷达发射信号调制中的一些关键参数, 有针对性地、合理地设计干扰的调制方式和调制参数,
才能达到预期的干扰效果。
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7.1.2 欺骗性干扰的分类
对欺骗性干扰的分类主要采用以下两种方法。 1.根据假目标Tf与真目标T在V中参数信息的差别分类 由此产生的干扰分类有5种 1) 距离欺骗干扰
Rf≠R,αf≈α,βf≈β, fdf≈fd, Sf>S
(7 ― 5)
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3) 拖引干扰
拖引干扰是一种周期性地从质心干扰到假目标干 扰的连续变化过程,典型的拖引干扰过程如下式所示:
0 T f T 0 V T f
0≤t＜t1,停拖 t1≤t＜t2,拖引 t2≤t＜Tj,关闭 (7―12)
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即在停拖时间段［0,t1］内,假目标与真目标出现的
d
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7.2 对雷达距离信息的欺骗
7.2.1 雷达对目标距离信息的检测和跟踪 众所周知,目标的距离R表现为雷达发射信号sT(t)与 接收信号sR(t)之间的时间迟延tr,tr=2R/c,c为电波传播速 度。雷达常用的测距方法有脉冲测距法和连续波调频 测距法。
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1.脉冲测距法 脉冲测距是最常用的雷达测距方法。典型的脉冲雷 达测距原理如图7―1所示。定时器产生周期为Tr 的触发 脉冲信号①,该脉冲信号也是距离测量的基准(通常称为 零距离脉冲)。信号①分别送给雷达发射机的脉冲调制器, 距离检测、跟踪电路和雷达显示器等。脉冲调制器在信 号①作用下,产生大功率的调制脉冲②。在该脉冲期间,射 频振荡器产生大功率的射频振荡脉冲③,通过收发开关,由 雷达天线辐射到空间。发射脉冲结束后,收发开关将天线 连通接收机,回波信号④经天线、收发开关、混频、中放、 包络检波、视频放大成为视频脉冲⑤,分别送给距离检测、 跟踪电路和雷达显示器,进行目标、目标距离的检测、跟 踪和显示等。
分别为雷达的最小和最大检测距离,最小和最大检测方 位,最小和最大检测仰角,最小和最大检测的多普勒频率, 最小检测信号功率(灵敏度)和饱和输入信号功率。理想
的点目标T仅为V中的某一个确定点:
T {R，，，f d , St }V
(7―2)
第7章 欺骗性干扰
式中,R,α,β,fd,St分别为目标所在的距离、方位、仰