脉冲多普勒雷达干扰调制技术浅析

脉冲多普勒雷达干扰调制技术浅析

温柔

中国电子科技集团公司第二十研究所   710068

摘要：为了提高对PD雷达（脉冲多普勒雷达）的干扰能力，文章结合PD雷达的脉冲重复频率特征，分析和研究了PD雷达干扰调制技术。研究结果显示，PD雷达干扰调制技术可以适应PD雷达的脉冲重复频率特征，形成的预期干扰信号波形可以实现良好地干扰效果。

关键词：脉冲多普勒雷达；脉冲重复频率特征；干扰调制技术

脉冲多普勒雷达主要是依托MTI雷达而衍生的，不仅具备脉冲雷达的距离分辨力，还具备连续发射电磁波雷达的速度分辨力，同样具备较强的杂波抑制能力，即使处在高强杂波环境下也能够将动目标回波分辨出来。现今，脉冲多普勒雷达主要靠噪声干扰技术来实现，虽然抗干扰能力较强，但实际干扰效果不显著。而本文提出的脉冲多普勒雷达宽脉冲覆盖干扰技术、多普勒欺骗回波干扰技术正好可以解决这一问题。

1脉冲多普勒雷达干扰调制技术

1.1宽脉冲覆盖干扰技术

CFAR检测技术，即恒虚警检测技术，主要是指在噪声与杂波所产生的干扰功率发生变化的前提下，PD雷达信号被恒虚警处理之后，会保证虚警概率恒定的基础上具有相应的检测概率。而宽脉冲覆盖干扰在实际调制期间，主要借助雷达信号处理电路存在的固有缺陷对雷达目标进行抑制，促使RFI信号随着杂波抑制电路来到恒虚警电路，利用检测门限的提高来实现真实目标的抑制。

围绕时间域、频率域，乃至能量域，干扰控制器可以复合调制雷达信号样本。在时间域方面，结合单比特接收机传输的检波脉冲所形成的时间域展宽调制脉冲，可以保证干扰脉冲来到脉冲多普勒雷达距离跟踪波门。在频率域方面，通过数字多普勒调制雷达信号样本，可以保证多普勒信号来到脉冲多普勒雷达滤波器。在能量域方面，对传输信号实施控制的幅度要高于目标回波信号，一般在3dB-10dB之间，J/S（干扰信号的强度与目标回波信号的强度之比）主要受雷达检测目标回波所需要的S/N（传输信号的平均功率与加性噪声的平均功率之比）所决定，如果干扰信号功率超过目标回波，那么受到干扰信号的影响，虚警电路就能够对检测门限进行自动提升，导致其获取的目标信息多为欺骗信息[1]。所以，该技术主要适用在低脉冲重复频率上。

1.2多普勒欺骗回波干扰技术

围绕时间域、频率域，乃至能量域，干扰控制器可以复合调制雷达信号样本。在时间域方面，针对脉冲重复频率展开若干的分频，也就是转发每第i个脉冲，因为中高脉冲重复频率具有距离模糊的特征，所以相较于无干扰条件，会有（i-1）•n个多普勒欺骗目标出现在RD矩阵中。在频率域方面，可以多普勒调制雷达信号样本，保证信号来到多普勒滤波器中。在能量域方面，针对输出信号幅度进行控制，可确保干扰信号幅度接近目标回波信号幅度。因为中高脉冲重复频率具有距离模糊的特征，所有的距离迷糊务必要全被处理掉才能够获取真实的目标距离。该技术通过若干个欺骗回波对若干个距离门进行激励，可确保脉冲多普勒雷达不能在时间域上将若干个欺骗目标分辨出来，从而达到对中高脉冲重复频率脉冲多普勒雷达的欺骗干扰。

2脉冲多普勒雷达干扰调制技术仿真结果与分析

结合脉冲多普勒雷达所具有的脉冲重复频率特征，构建干扰仿真模型，对两种干扰调制技术展开仿真分析与研究。

2.1宽脉冲覆盖干扰技术的仿真

该技术主要适用在低脉冲重复频率的PD雷达上。为此，假设该雷达信号的保持时间为1ms时，对应的采样速度为1MHz，那么真实目标回波位置就是1.01×10-4s，将瑞利分布杂波以及白噪声叠加在这一目标上，就能够获得时间域波形。而针对目标回波，PD雷达可以对其分别展开快门限恒虚警处理，从而获得经过处理后的传输信号[2]。采用宽脉冲覆盖干扰技术干扰脉冲多普勒雷达，获得的干扰信号功率要远远超出目标回波，约为5dB。通过干扰恒虚警处理之后的对比就能够发现，在宽脉冲覆盖干扰下，脉冲多普勒雷达的检测门限就得到了自动提高，确保其得到的是欺骗信息。

2.2多普勒欺骗回波干扰技术的仿真

图1 无干扰的脉冲多普勒雷达的模糊函数曲线       图2有干扰的脉冲多普勒雷达的模糊函数曲线

该技术主要适用在中高脉冲重复频率的PD雷达上。为此，假设该雷达信号的脉冲宽度为1μs，对应的重复周期为10μs，那么载波频率就是10MHz。如果脉冲多普勒雷达信号保持时间为［-40μs，40μs］，那么回波的多普勒频率就是［-200kHz，200kHz］，如此就能够获得无干扰的脉冲多普勒雷达的模糊函数曲线（如图1所示）。采用多普勒欺骗回波干扰技术干扰中高脉冲重复频率的PD雷达，间隔两个脉冲实现一次转发，那么干扰信号同雷达信号之间存在相干性，并获得有干扰的脉冲多普勒雷达的模糊函数曲线（如图2所示）。通过有无干扰的脉冲多普勒雷达模糊函数图对比，在频率域上，脉冲多普勒雷达就能够获得4个虚假多普勒回波，将脉冲重复频率所具有的分频数量进行增加，就会有大量的欺骗目标产生，实现对脉冲多普勒雷达的虚假干扰效果。在图1与图2中，横坐标所标注的时间与频率依次代表时间域的采样间隔以及多普勒频率分辨率的倍数，皆关系着两种脉冲多普勒雷达干扰调制技术的仿真参数设置，在图1与图2中就能够显示出两种技术的干扰效果，所以，其时间、频率，乃至模糊度无需标注单位

[3]。

3结束语

综上所述，文章结合脉冲多普勒雷达的脉冲重复频率特征，探讨了宽脉冲覆盖干扰技术与多普勒欺骗回波干扰技术的应用。将宽脉冲覆盖干扰技术运用到低脉冲重复频率雷达中，形成的干扰功率远超出目标回波的时间域展宽覆盖脉冲，通过干扰信号影响，恒虚警电路对检测门限可以自动提高，确保雷达获取的是欺骗信息；将多普勒欺骗回波干扰技术运用到中高脉冲重复频率雷达中，可以对脉冲重复频率展开分频处理，形成若干个欺骗目标，并激励若干个距离门，影响雷达的分辨能力。

参考文献

[1]路建华,王玲,解媛.对多普勒气象雷达干扰的排查及相关建议[J].中国无线电, 2022(006):000.

[2]舒汀,王克非.脉冲多普勒雷达多批次假目标模拟方法及装置.CN201911052906.7[2024-01-29].

[3]王杰,马海兰,梁兴东,等.基于时延-多普勒联合调制的雷达通信一体化技术研究[J].信号处理, 2023, 39(6):1047-1059.