1 DJS壓制干擾波形的產(chǎn)生

1.1 壓制式干擾

在有源干擾中，我們一般將干擾分為壓制和欺騙兩種，壓制干擾原理是生成噪聲或者與噪聲相似的信號(hào)，混入到雷達(dá)回波信號(hào)中，最終使雷達(dá)接收機(jī)后端無(wú)法從中檢測(cè)出真實(shí)回波的干擾方法。

在真實(shí)的作戰(zhàn)環(huán)境中，想要在混雜的內(nèi)外部噪聲中百分百檢測(cè)出雷達(dá)信號(hào)是不可能的。所以，在雷達(dá)將噪聲誤認(rèn)為雷達(dá)信號(hào)這一事件發(fā)生的概率（即虛警概率 P f a P_fa Pf?a）一定的情況下，如果回波信號(hào)與噪聲功率之比S/N超過(guò)檢測(cè)門(mén)限D(zhuǎn)且檢測(cè)概率大于或者等于 P d P_d Pd?，就認(rèn)定發(fā)現(xiàn)了目標(biāo)，否則沒(méi)有發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。

1.2 DJS壓制干擾波形的合成

這種干擾類型合成的主要過(guò)程是：分別產(chǎn)生每一部雷達(dá)的最佳干擾波形，然后將其按功率、威脅等級(jí)等因素在時(shí)域或者是頻域進(jìn)行合成。下面我們分開(kāi)介紹兩種合成方法。

1.2.1 時(shí)域合成

首先需要根據(jù)威脅雷達(dá)信號(hào)參數(shù)，產(chǎn)生對(duì)其干擾效果最佳的正交基帶干擾信號(hào)：

{ I i ( k ) = A s ( k T ) cos ? [ ω i k T + φ i ( k T ) ] Q i ( k ) = A s ( k T ) sin ? [ ω i k T + φ i ( k T ) ] } k = 0 , i = 0 N ? 1 , n ? 1 \left\{Ii(k)=As(kT)cos[ωikT+φi(kT)]Qi(k)=As(kT)sin[ωikT+φi(kT)]

其中， ω i \omega_i ωi?表示每個(gè)信號(hào)在基帶帶寬范圍內(nèi)的頻率。將其保存在存儲(chǔ)器中，若需要干擾時(shí)，我們將其分別在 I,Q 兩路進(jìn)行時(shí)域合成：

{ I ( k ) = ∑ i = 0 n ? 1 a i I i ( k ) , Q ( k ) = ∑ i = 0 n ? 1 a i Q i ( k ) , } k = 0 N ? 1 \left\{I(k)=\sum_{i=0}^{n-1} a_{i} I_{i}(k), \quad Q(k)=\sum_{i=0}^{n-1} a_{i} Q_{i}(k),\right\}_{k=0}^{N-1} {I(k)=i=0∑n?1?ai?Ii?(k),Q(k)=i=0∑n?1?ai?Qi?(k),}k=0N?1?

其中， a i a_i ai?表示每個(gè)信號(hào)的相對(duì)幅度。

在需要干擾時(shí)，我們還需將其上變頻到 ω 0 \omega_0 ω0?的射頻上。由此，我們可以得到合成的最佳壓制性干擾信號(hào)為：

s ( t ) = ∑ i = 0 n ? 1 a i A s ( t ) e j φ s i ( t ) e j ω 0 t , φ s i ( t ) = ω i t + φ i ( t ) s(t)=\sum_{i=0}^{n-1}a_i A_s(t)e^{j \varphi_{si}(t)}e^{j\omega_0t},\varphi_{si}(t)=\omega_it+\varphi_i(t) s(t)=i=0∑n?1?ai?As?(t)ejφsi?(t)ejω0?t,φsi?(t)=ωi?t+φi?(t)

1.2.2 頻域合成

首先我們必須得到每一部雷達(dá)的最佳干擾波形的 I,Q 正交兩路信號(hào)：
{ I i ( k ) = A s ( k T ) cos ? [ ω i k T + φ i ( k T ) ] Q i ( k ) = A s ( k T ) sin ? [ ω i k T + φ i ( k T ) ] } k = 0 , i = 0 N ? 1 , n ? 1 \left\{Ii(k)=As(kT)cos[ωikT+φi(kT)]Qi(k)=As(kT)sin[ωikT+φi(kT)]

然后將兩路合成時(shí)域的復(fù)序列 { s i ( k ) } k = 0 , i = 0 N ? 1 , n ? 1 \left \{ s_i(k) \right \}_{k=0,i=0}^{N-1,n-1} {si?(k)}k=0,i=0N?1,n?1?，并將其進(jìn)行傅里葉變換得到：
{ S i ( k ) } k = 0 , i = 0 N F F T ? 1 , n ? 1 \left \{ S_i(k) \right \}_{k=0,i=0}^{NFFT-1,n-1} {Si?(k)}k=0,i=0NFFT?1,n?1?

然后在頻域進(jìn)行合成得到： S ( ω ) = ∑ i = 0 n ? 1 a i S i ( k ) S(\omega)=\sum_{i=0}^{n-1}a_iS_i(k) S(ω)=∑i=0n?1?ai?Si?(k)，再將其逆傅里葉變換就可以得到頻域合成的干擾信號(hào)。

2 DJS欺騙干擾波形產(chǎn)生

2.1 引言

2.1.1 LFM信號(hào)波形

LFM信號(hào)可以表示為下面的表達(dá)式：
s ( t ) = r e c t ( t T ) e j 2 π ( f c t + μ t 2 2 ) s(t)=rect(\frac{t}{T})e^{j2\pi{(f_ct+\frac{\mu t^2}{2})}} s(t)=rect(Tt?)ej2π(fc?t+2μt2?)
其中
r e c t ( t T ) = { 1 ， ∣ t T ∣ ≤ 1 0 ， e l s e w i s e rect(\frac{t}{T}) = {1，|tT|≤10，elsewise

對(duì)于線性調(diào)頻信號(hào)來(lái)講，依照壓制干擾中我們所講的最佳干擾波形產(chǎn)生干擾，通常不能達(dá)到我們想要的結(jié)果。主要在于，當(dāng)產(chǎn)生的高斯噪聲與雷達(dá)信號(hào)不具有相關(guān)性或者相關(guān)性很小的時(shí)候，接收機(jī)的匹配濾波幾乎會(huì)濾掉所有不相關(guān)信號(hào)的能量而達(dá)不到干擾的效果。

所以，壓制干擾的話噪聲功率就要非常大，才可以有效干擾。

這不但會(huì)浪費(fèi)干擾能量，而且硬件也很難實(shí)現(xiàn)。所以實(shí)際干擾中，我們盡可能想辦法用最小的干擾功率達(dá)到最有效的干擾效果。

因此，對(duì)于線性調(diào)頻這樣大時(shí)寬帶寬積信號(hào)我們需要根據(jù)其具體參數(shù)，使得設(shè)計(jì)的最佳干擾信號(hào)和威脅信號(hào)有一定相關(guān)性。

2.1.2 LFM信號(hào)特點(diǎn)

• 測(cè)距精度和測(cè)速精度這一對(duì)耦合量，可以在對(duì)方已知的情況下達(dá)到很高的程度
• 速度相同的多個(gè)目標(biāo)可以有很高的距離分辨力；距離相同的的多個(gè)目標(biāo)可以有很高的速度分辨力
• 對(duì)壓縮系數(shù)相同的脈沖壓縮信號(hào)來(lái)說(shuō)，比較容易產(chǎn)生線性調(diào)頻信號(hào)及其匹配濾波器
• 在最大功率受限的情況下，想要增大雷達(dá)作用距離，實(shí)際通常增大雷達(dá)信號(hào)脈寬提高發(fā)射的峰值功率。在這種情況下，線性調(diào)頻信號(hào)就可以發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)：未知目標(biāo)多普勒的情況下，線性調(diào)頻信號(hào)的帶寬遠(yuǎn)大于最大多普勒頻移，所以在只有一個(gè)濾波器的情況下，即使濾波器和輸入的移頻后的線性調(diào)頻信號(hào)不匹配，其信噪比的損失也很小。因此，想要使雷達(dá)作用距離較遠(yuǎn)時(shí)，大多數(shù)使用 LFM 信號(hào)做脈沖壓縮。

2.1.3 LFM的匹配濾波

對(duì)于現(xiàn)在普遍在用的脈沖雷達(dá)，為了能夠探測(cè)到更遠(yuǎn)的目標(biāo)，在必須考慮雷達(dá)距離分辨力的基礎(chǔ)上，需要設(shè)計(jì)更寬脈沖的雷達(dá)信號(hào)。所以就必須使用脈沖壓縮（PC）技術(shù)。

在這種限制條件下，為了解決雷達(dá)探測(cè)能力與分辨能力之間的沖突，我們?cè)诎l(fā)射端發(fā)射時(shí)寬帶寬都很大的雷達(dá)信號(hào)，在接收端通過(guò)匹配濾波壓縮出窄脈沖。

通過(guò)上述分析，線性調(diào)頻信號(hào)就成了脈沖壓縮雷達(dá)的不二選擇，同時(shí)在接收端運(yùn)用匹配濾波實(shí)現(xiàn)脈沖壓縮。

由匹配濾波器理論我們可以知道，如果已知的輸入信號(hào)為 s ( t ) s(t) s(t)，其頻譜為 S ( ω ) S(\omega) S(ω)，那么可以得到頻域的匹配濾波器為：
H ( ω ) = k S ? ( ω ) e x p ( ? j ω t 0 ) H(\omega)=kS^\ast(\omega)exp(-j\omega t_0) H(ω)=kS?(ω)exp(?jωt0?)

線性調(diào)頻信號(hào)在經(jīng)過(guò)了其相應(yīng)的匹配濾波器之后，脈沖寬度被壓窄，使得距離分辨力有了保證。而且濾波前后波形很相似，說(shuō)明這樣的濾波器對(duì)功率的損失影響較小。這樣就可以得出結(jié)論：為了覆蓋較多體制的雷達(dá)，用LFM信號(hào)就可以作為驗(yàn)證干擾效果的雷達(dá)信號(hào)波形。

2.2 欺騙性干擾

?? 重點(diǎn)

射頻噪聲干擾、噪聲調(diào)頻干擾等壓制干擾方式因?yàn)榕c雷達(dá)信號(hào)波形的相關(guān)性較低，所以，隨著雷達(dá)匹配濾波技術(shù)和相參積累等新體制雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展，在很多情況下，這些干擾方式已經(jīng)不能滿足我們的干擾要求了。

如果還想繼續(xù)使用噪聲壓制的話，干擾功率就必須很大。

射頻存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)是一個(gè)很好的產(chǎn)生欺騙干擾信號(hào)的技術(shù)。只要它的參數(shù)在雷達(dá)接收機(jī)能處理的信號(hào)參數(shù)區(qū)間內(nèi)，都可以和回波信號(hào)進(jìn)入接收機(jī)，從而產(chǎn)生干擾。這樣的話，為了達(dá)到干擾的目的，干擾所需要的干擾信號(hào)功率就會(huì)很小。

對(duì)于雷達(dá)方同樣，與雷達(dá)信號(hào)相干的干擾信號(hào)通過(guò)接收機(jī)后的增益太大，真實(shí)回波信號(hào)就不能被準(zhǔn)確檢測(cè)了；其次，為了達(dá)到保護(hù)真實(shí)目標(biāo)不被檢測(cè)，還會(huì)采用這樣的方法：就是調(diào)整存儲(chǔ)的信號(hào)的時(shí)延、多普勒頻移和幅度，多產(chǎn)生一些假目標(biāo)，消耗掉雷達(dá)系統(tǒng)的接收和處理信號(hào)的資源。

這樣，欺騙干擾的效果就會(huì)特別好，敵方雷達(dá)也會(huì)感覺(jué)到形勢(shì)嚴(yán)峻性。因此，射頻存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)在欺騙干擾中還是有很大的發(fā)展空間的。

2.2.1 欺騙性干擾原理和分類

有源干擾中除了壓制干擾的另外一種干擾方式就是欺騙干擾，它是產(chǎn)生與雷達(dá)信號(hào)回波相近的假目標(biāo)，讓雷達(dá)不能從中準(zhǔn)確檢測(cè)出真實(shí)信號(hào)，也就不能進(jìn)行接下來(lái)的跟蹤工作。

通常利用雷達(dá)來(lái)檢測(cè)目標(biāo)的這些參數(shù)：速度、距離和方位等，每個(gè)參數(shù)都會(huì)有一個(gè)檢測(cè)范圍，由此張成一個(gè)檢測(cè)空間。理想的點(diǎn)目標(biāo)信號(hào)只是上述空間中其中一個(gè)點(diǎn)。一般情況下，欺騙干擾產(chǎn)生的假目標(biāo)應(yīng)該是這個(gè)空間中不同于真實(shí)目標(biāo)的一個(gè)點(diǎn)或者是一個(gè)集合。所以它也能夠以假亂真被雷達(dá)當(dāng)作真實(shí)目標(biāo)去檢測(cè)。

雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)和回波通常具有相干性，這個(gè)相干性就可以用來(lái)檢測(cè)目標(biāo)距離、角度和速度等信息。

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)雷達(dá)的欺騙，就需要在欺騙之前測(cè)得上面描述的相關(guān)信息，還有雷達(dá)發(fā)射信號(hào)相關(guān)的主要參數(shù)，這樣，根據(jù)調(diào)制樣式和調(diào)制參數(shù)這些脈內(nèi)、脈間及其他信息，才能合理地設(shè)計(jì)干擾信號(hào)波形，達(dá)到想要的干擾效果。

分類：
根據(jù)真假目標(biāo)在檢測(cè)空間中參數(shù)信息的不同分為：距離、角度、速度、AGC（自動(dòng)增益）及多參數(shù)欺騙干擾等；
根據(jù)產(chǎn)生欺騙干擾的方法，分為兩種：應(yīng)答式和轉(zhuǎn)發(fā)式。

• 速度欺騙
  我們知道雷達(dá)發(fā)射的信號(hào)和回波信號(hào)之間會(huì)存在一個(gè)多普勒頻差 f d f_d fd? ，常常用這個(gè)參數(shù)來(lái)測(cè)量目標(biāo)的相對(duì)速度。所以，為了對(duì)雷達(dá)進(jìn)行速度欺騙，一般產(chǎn)生與雷達(dá)信號(hào)具有適當(dāng)頻移的干擾信號(hào)，而實(shí)際中常常通過(guò)改變相位來(lái)產(chǎn)生移頻量。
  雷達(dá)接收的目標(biāo)回波信號(hào)與雷達(dá)發(fā)射信號(hào)相比具有的多普勒頻移為
  f d = 2 v r λ = 2 v r c f c f_d=\frac{2v_r}{\lambda}=\frac{2v_r}{c}f_c fd?=λ2vr??=c2vr??fc?
  上面計(jì)算多普勒頻移是由 v r v_r vr?和光速及信號(hào)載頻來(lái)計(jì)算的， v r v_r vr?就是雷達(dá)與目標(biāo)的相對(duì)徑向速度。故在速度欺騙的時(shí)候，需要提前測(cè)量上式中所需參數(shù)，來(lái)引導(dǎo)欺騙干擾的產(chǎn)生。

• 距離欺騙
  目標(biāo)的距離表現(xiàn)為發(fā)射信號(hào)與接收信號(hào)之間的時(shí)延 t r t_r tr?， t r = 2 R c t_r=\frac{2R}{c} tr?=c2R?，c為電波傳播速度。因?yàn)長(zhǎng)FM信號(hào)的距離-多普勒頻移存在耦合性，所以產(chǎn)生多普勒頻移的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生距離方面的干擾。

2.2.2 移頻干擾信號(hào)

移頻干擾信號(hào)的產(chǎn)生是將接收到的雷達(dá)信號(hào)做一個(gè)較小的移頻處理，轉(zhuǎn)發(fā)出去以影響雷達(dá)對(duì)真實(shí)回波的接收。那么，此時(shí)接收機(jī)脈沖壓縮后的干擾波形必定會(huì)在真實(shí)信號(hào)前后有時(shí)間差，這樣就可以通過(guò)移頻來(lái)達(dá)到距離干擾的目的了。

頻移干擾信號(hào)：
J ( t ) = A exp ? ( ( ω 0 + ω d ) t + 1 2 μ t 2 ) J(t)=A \exp \left(\left(\omega_{0}+\omega_0mog144\right) t+\frac{1}{2} \mu t^{2}\right) J(t)=Aexp((ω0?+ωd?)t+21?μt2)

脈沖壓縮后的移頻干擾信號(hào)為：
J = 2 μ π sin ? ω d + μ t 2 ( T ? ∣ t ∣ ) ω d + μ t exp ? ( ω 0 + ω d 2 ) t J=\sqrt{\frac{2 \mu}{\pi}} \frac{\sin \frac{\omega_qc5jiuo+\mu t}{2}(T-|t|)}{\omega_afgkqbx+\mu t} \exp \left(\omega_{0}+\frac{\omega_p3avgdx}{2}\right) t J=π2μ? ?ωd?+μtsin2ωd?+μt?(T?∣t∣)?exp(ω0?+2ωd??)t

分析上面的表達(dá)式，表達(dá)式的最大值就是脈沖壓縮后脈沖會(huì)出現(xiàn)的地方。當(dāng) t = τ ? ω d / μ t=\tau-\omega_d/\mu t=τ?ωd?/μ時(shí)，最大峰出現(xiàn)。 ω d \omega_d ωd?與零比較的大小決定了峰值出現(xiàn)在真實(shí)峰值的前或者后。

ω d / μ \omega_d/\mu ωd?/μ在距離分辨力內(nèi)，雷達(dá)是不會(huì)將其當(dāng)成另外一個(gè)目標(biāo)的，就不能產(chǎn)生假目標(biāo)的效果，只有真假目標(biāo)的距離大于分辨率的時(shí)候，雷達(dá)才會(huì)把它當(dāng)做是另外一個(gè)目標(biāo)，進(jìn)而產(chǎn)生假目標(biāo)的效果。