对高重频信号的DRFM干扰技术研究

王福红

(西安电子科技大学电子工程学院，陕西西安710071)

随着现代雷达技术的发展，雷达的工作频段从单一的波段扩展到整个微波频段，雷达的工作体制也从简单的脉冲制雷达发展到，脉冲多普勒(PD)雷达和脉压等新体制全相参雷达，新体制雷达给雷达干扰技术提出了新的挑战。随着雷达技术以及抗干扰技术的不断发展，单一、固定的干扰形式难以应对变化的抗干扰措施，为此必须及时调整干扰策略，发展灵活的干扰方式和精巧的干扰信号样式，以适应雷达抗干扰技术的发展。基于数字射频存储(DRFM)的雷达干扰技术是对抗现代雷达一个较好的武器，它能精确地复制雷达波形，并采用欺骗、遮盖复合的调制方式在时间、空间、频率以及调制方式等多维信息域内对雷达实施最佳干扰［1］。使其成为对抗现代雷达的主要干扰手段。基于数字射频存储(DRFM)干扰技术提出，针对高重频脉冲信号具体讨论DRFM干扰的技术方法和实现。

1 DRFM原理简介

数字射频存储器(DRFM)，是一种可以存储一定带宽范围内的射频信号，并可对其进行精确复制输出的特种设备。DRFM不仅具有较宽的瞬时带宽输入处理能力，而且具有存储频率精度高、不丢失相位信息、信号保真度好等特点，可产生各种欺骗性干扰信号和遮盖性干扰信号，成为干扰PD、PC等现代雷达的关键部件。

DRFM的工作流程主要包括:采样、存储、处理及重构转发。典型的DRFM系统如图1所示。

图1 DRFM系统原理图

为精确地复制射频信号，数字射频存储器首先根据接收到的射频信号频率调谐本振，使正交下变频器的输出频率位于基带内，然后将下变频器所产生的基带同相(I)信号和正交(Q)信号进行量化存储［2］。需要时再重构基带同相信号和正交信号，经正交上变频器输出。

其工作流程如下:估计接收信号的频率，调谐本振频率，使下变频器的输出位于基带内，以便能够截获各种威胁信号;下变频是将射频信号和本振信号进行正交混频、滤波产生基带同相信号和正交信号两路模拟信号;基带I、Q信号经A/D量化和采样转换为数字信号;将数字化的I、Q信号经多路分配存储在存储器中，存储后，便可对信号进行处理、变换。需要使用存储器中的威胁信号时，从存储器顺序读出存储的I、Q两路信号数据;用以重构基带I、Q信号，即对存储的数字信号进行D/A变换将其转换为基带模拟信号;对基带I、Q信号正交上变频，重构射频信号，从而完成对原始信号的复制。为保证对原始信号复制的精确性，要求上变频与下变频使用同一本振频率。

2 对高重频信号的DRFM干扰技术

一般DRFM干扰的迟延时间小于脉冲重复周期［3］，对于高重频PD雷达，能够产生的假目标距离误差很小;对这种信号采用DRFM干扰时，需要采用循环存储DRFM方法。

2.1 循环存储DRFM原理

循环读写是指在检测到高工作比雷达信号以后，对雷达发射的信号进行连续采样和存储，包括脉冲雷达不发射脉冲的时段，将采样数据连续写入存储器中，经过较长的迟延时间对存储器写入的地址清零。同样，存储数据中数据的读出也是连续进行的，存储器读出地址的清零信号，滞后于写入地址清零信号一定的时间。由于该过程是完整地将雷达信号存储下来，转发的干扰信号与雷达脉冲信号有很好的相参性，且可以形成较大的距离延迟，特别适用于干扰高工作比的雷达［4］。

循环存储读写方式可以采用双口RAM实现，如图2所示。ADC、存储器和DAC均处于连续工作状态，输入信号经过ADC转换成为数字信号，依次进入同步双口存储器左口，并从同步双口存储器右口依次读出，送给DAC恢复成为模拟信号。写清零定时器按照周期T给存储器输出左口写地址的清零脉冲，使左口的写入地址从0开始。该脉冲经过可控迟延τ产生指定要求的右口读地址清零信号，使右口的读地址从0开始。显然两个清零脉冲之间的时间差就是假目标的时间迟延。为不发生时间混淆，应保证存储器容量M应＞T时间内的采样数据量T/Δt，其中Δt为采样周期，即M≥T/Δt，最大迟延时间τmax＜T。

图2 循环存储原理图

2.2 多假目标干扰

由于循环存储形成的假目标数量少，只有一个假目标，若要对高重频信号进行有效的欺骗干扰，为此还需要增加卷积滤波器，该滤波器具有FIR和IIR两种实现方法，对于FIR滤波器

图3 FIR滤波器结构

其中，k为相邻假目标之间的时间差;{ω0ωi－1}为各假目标的幅度比，当ωi=1时，各假目标幅度相同。IIR滤波器产生的假目标数量无限，甚至当输入序列X(n)为零以后，输出序列Y(n)还将持续。IIR滤波器典型结构如图4所示。

图4 IIR滤波器结构

显然，利用IIR滤波器可以极大地简化滤波器资源。

对于高重频PD雷达，可以将k取为脉冲宽度，在同时收发工作时，将N取为雷达工作比的倒数Tr/τ，在分时收发工作时，N=Tr/τ－1，从而形成最密集的假目标。

FIR滤波器精度高，但系统较复杂，IIR滤波器系统简单，但在连续叠加过程中容易发生数据溢出，可以考虑两者混合的方法。

通过卷积滤波器多级延迟迭加的方法形成了多个假目标，能够保证干扰信号同雷达发射信号之间的相关性。同时，由于多个假目标的产生，使所产生的干扰信号通过雷达接收机的匹配滤波处理、脉冲积累等后端信号处理，呈现出在不同的距离单元上会产生不同幅度的峰值回波;对于利用卷积滤波器多级延迟叠加方法产生的干扰信号而言，由于延时时间和幅度不同，从而可以在多个不同距离位置产生幅度不同的假目标像干扰信号，这时的假目标同目标回波信号具有相似的特征，达到了有效干扰的目的。

3 仿真验证

高重频相参脉冲串可以表示为［5］

其中

雷达发射高重频相参信号的参数选取为:信号载波频率f0=50 MHz;脉冲重复频率fr=100 kHz，为高重频;脉宽τ=1 μs;脉冲重复周期tr=10 μs;fs=200 MHz。仿真波形如图5所示。

图5 高重频相参信号

取高重频脉冲串的一个周期，这里采用循环存储和FIR滤波器并用产生多假目标的方法，为便于观察这里产生的5个假目标。干扰效果如图6所示，从图中可以看出干扰信号的作用使得真假目标难以分辨，达到较好的干扰效果。假目标延时分别取为1.5 μs，3 μs，4.5 μs，6 μs，7.5 μs且假目标幅度为真目标的1.5倍。

图6 对高重频信号多假目标干扰

实际中，利用卷积滤波器多级延迟迭加的方法形成了多个假目标，要真正起到以假乱真的效果，假目标的特性参数必须与目标回波的特征参数相同。假目标必须满足:(1)假目标脉冲的幅度起伏必须模拟真实目标，以便模拟目标相对于雷达不同角度时产生的幅度起伏。(2)假目标相对于雷达的距离必须变化。即假目标的距离和方位必须按照某种轨迹变化，才可以更好地模拟真实目标，达到以假乱真的效果。

4 结束语

以数字射频存储器(DRFM)的干扰技术展开工作。从电子干扰应用的角度分析数字射频存储器的基本原理。在研究基于数字射频存储器干扰技术的基础上，结合高重频信号特征，对高重频信号的DRFM干扰技术进行了研究，重点研究了多个假目标距离欺骗干扰，针对高重频信号的特性，采用循环存储加卷积滤波器的方法生成多个假目标，从而达到欺骗干扰的目的。

［1］ 杨绍全．数字射频存贮器综述［J］．航天电子对抗，1988(4):9－18．

［2］ 赵国庆．雷达对抗原理［M］．西安:西安电子科技大学出版社，2003．

［3］ 王跃鹏，黄建冲．基于射频存储的PD雷达同步欺骗干扰方法［J］．飞航导弹，2004(12):57－60．

［4］ 李淑婧．DRFM的带宽扩展研究［D］．西安:西安电子科技大学，2009．

［5］ 卢敏．对脉冲多普勒雷达干扰技术研究［D］．西安:西安电子科技大学，2005．