壓制干擾的原理及其電路實現(xiàn)

1. 引言

現(xiàn)代電子對抗領域競爭異常激烈，而現(xiàn)代戰(zhàn)爭又給現(xiàn)代武器系統(tǒng)中的雷達提出了新的要求。那就是雷達必須要面臨復雜的電磁環(huán)境。雷達系統(tǒng)在面臨各種干擾的情況下，其雷達工作性能不再等效于無干擾條件下的工作性能。雷達干擾和抗干擾技術便在這種要求中不斷地向前發(fā)展，現(xiàn)代電子干擾可分為無源干擾和有源干擾；而有源干擾按設置分為自衛(wèi)干擾；隨隊干擾和遠距支援干擾；按其干擾方式又可以分為壓制干擾和欺騙干擾等。雷達系統(tǒng)受干擾以后，其可能受到不同程度的影響，雷達在受干擾較小時，有測量誤差，但是仍能轉入跟蹤，當受干擾較大時，則導致測角、測距不穩(wěn)而不能轉入跟蹤，甚至可能燒毀雷達中的高靈敏電路，使雷達難以短時間恢復工作。因此，在現(xiàn)代戰(zhàn)爭環(huán)境下，雷達面臨兩個突出的問題：一是在硬打擊條件下提高雷達的生存能力；二是提高雷達的抗干擾能力。解決這兩個問題的關鍵措施主要在于必須首先了解各種電子干擾的特性，同時在雷達研制階段人為地引入模擬干擾背景及研究雷達對抗技術。因此本文正是基于這種考慮論述了作為干擾方式之一的壓制干擾的原理、工作方式及其電路實現(xiàn)。

2.壓制干擾的原理

壓制干擾是在敵方雷達中注入干擾信號以使真實目標回波信號被干擾淹沒的一種有源干擾方式。它主要通過在雷達的調諧頻帶上產(chǎn)生寬帶或窄帶的有源噪聲信號，在空間輻射形成壓制干擾環(huán)境，人為地把噪聲傳給雷達的接收機，增大其輸入端的噪聲水平，降低其信噪比，從而干擾雷達正常工作。從原理上說，由于壓制干擾信號具有與雷達接收機內(nèi)部噪聲相似的特性，因而雷達接收機很難擺脫這種性質的有源干擾。針對不同的要求，壓制干擾系統(tǒng)可以提供多種不同的干擾方式，在這里我們主要介紹兩種工作方式：寬帶干擾方式和窄帶跟蹤干擾方式。

2.1寬帶干擾方式
寬帶干擾方式又稱為全波段干擾方式，它常用來覆蓋雷達的整個調諧頻帶，它用來同時干擾所有處于這個頻段內(nèi)的雷達或干擾使用頻率捷變或高分辨波形的雷達。它又可以分為三種工作方式：寬帶噪聲干擾、噪聲閃爍于擾和掃頻干擾。

2.1.1寬帶噪聲干擾方式
寬帶噪聲干擾方式主要采用發(fā)射不間斷的大功率噪聲信號，在空間形成壓制干擾環(huán)境，從而提高對方雷達接收機的噪聲水平。但是由于功率的分散將大大減小干擾功率譜密度，從而大大縮短了有效干擾距離。寬帶干擾方式如圖1所示。

圖1寬帶噪聲干擾方式示意圖

2.1.2閃爍干擾方式
閃爍干擾方式主要實現(xiàn)在空間形成時斷時續(xù)的壓制干擾環(huán)境。該工作方式不僅降低了干擾機本身的功率消耗，而且通過間斷的大功率噪聲發(fā)射，干擾雷達正常工作。其工作方式如圖2所示，圖中旬為噪聲的中心頻率。

圖2閃爍干抗方式示意圖

2.1.3掃頻干擾方式
掃頻干擾方式主要在雷達的整個調諧頻帶內(nèi)重復進行點干擾，雖然此方式不能比寬帶噪聲干擾給出更多的平均功率，但是掃頻干擾使每個雷達周期性地承擔最大可能的功率。事實證明，通過調整掃描頻率以保持雷達通帶內(nèi)的干擾時間約等于雷達發(fā)射脈沖寬度，掃頻干擾方式在產(chǎn)生假目標方面是最有效的。并且對于掃描雷達，掃頻干擾可產(chǎn)生足夠可信賴的假目標。其工作方式如圖3所示。

圖3掃頻干擾方式示意圖
2.2窄帶跟蹤干擾方式
窄帶跟蹤干擾方式是~種點噪聲干擾技術，它主要使干擾機輻射的窄帶噪聲信號帶寬剛好寬到能有效地干擾雷達的工作頻段，獲得最大的干擾功率譜密度。該工作方式更容易燒毀雷達中的高靈敏電路，使對方雷達難以短時間內(nèi)恢復工作。其工作方式見圖4.

圖4窄帶跟蹤干擾方式示意圖

3.壓制干擾的電路實現(xiàn)

本模擬系統(tǒng)設計了RS232串口程控與面板鍵盤操作兩種控制方式，所有操作結果通過系統(tǒng)面板上的顯示器顯示。為了保證信號相參，系統(tǒng)采用中頻和微波源分開體制，通過中頻部分產(chǎn)生的中頻信號輸出，然后再經(jīng)過變頻處理調制到特定頻段，再經(jīng)射頻處理模塊得到相應的壓制噪聲信號。系統(tǒng)主要包括六大功能模塊，原理框圖見圖5。

（1）噪聲產(chǎn)生模塊。
該模塊主要利用數(shù)字技術進行噪聲源調制，解決了以往用模擬方法實現(xiàn)的噪聲源帶寬窄、控制難等技術難題。而且更加有利于不同帶寬噪聲的程控實現(xiàn)。

（2）噪聲提取及變頻模塊。
針對不同雷達的工作頻段，噪聲提取及變頻模塊主要完成白噪聲的分段提取，然后再經(jīng)過變頻處理生成相應頻段的壓制干擾信號。

（3）分系統(tǒng)控制器。
分系統(tǒng)控制器選用Amtd高性能單片機A髑9C5l,鍵盤和顯示器控制采用Imel公司生產(chǎn)的通用可編程I/0接口器件82/9.由于它本身可提供掃描信號，因而可代替微處理器完成鍵盤和顯示器的控制，從而減輕了主機的負擔。電路中采用了4×6矩陣鍵盤，為用戶提供功能切換、輸出通道切換及其干擾參數(shù)設置。這些參數(shù)主要包括噪聲的帶寬、閃爍頻率、掃描波頻率、衰減量等。

（4）射頻處理模塊。
射頻處理模塊主要完成功分、射頻放大、衰減等功能。

（5）計算機遠程控制模塊。
計算機控制模塊主要實現(xiàn)該系統(tǒng)的遠程程控，通過RS232串口跟分系統(tǒng)控制模塊連接。

（6）接收模塊。
接收模塊作為壓制干擾模擬系統(tǒng)一個重要的部分，在窄帶跟蹤干擾方式中尤為重要。接收模塊設計的好壞將直接影響窄帶跟蹤干擾的性能，本模塊中由于采用了數(shù)字式鑒頻電路，從而克服了鑒頻精度低、鑒頻帶寬窄以及不易于程控等缺點，但是隨著鑒頻精度的提高，系統(tǒng)的反應時間相對滯后。所以高精度、高反應速度的鑒頻電路正在迸一步的研究之中。

4.達到的技術指標

（1）閃爍重復頻率：1Hz一30№，連續(xù)可調。
（2）掃描重復頻率：1KI-lz~201W-lz,連續(xù)可調。
（3）射頻輸出功率：30dBm（可由具體要求決定）。
（4）射頻輸出功率衰減：30dB,步進ldB.
（5）掃頻波調制方式：鋸齒波、正弦波、三角波等。

5.結束語

隨著干擾技術的不斷發(fā)展，電磁領域的斗爭會越來越激烈。雷達在突破傳統(tǒng)體制的同時，在不斷追求理論和技術上的新的進步，而這一切的努力都是為了雷達能在電磁斗爭中取得優(yōu)勢，即在電子干擾的情況下盡可能地使雷達發(fā)現(xiàn)和跟蹤目標。因此提高雷達的抗干擾能力一直是一個突出問題，然而這一切又離不開雷達在研制階段重視抗干擾措施的改進。并且在對付有源壓制干擾的同時，要加強雷達抗欺騙干擾措施的研究。本模擬系統(tǒng)作為干擾方式之一的壓制干擾已經(jīng)在雷達聯(lián)調等領域得到廣泛應用。