搜索警戒雷达对抗技术研究与实现

吴三元

92785部队

搜索警戒雷达对抗技术研究与实现

吴三元

92785部队

在现阶段的战场中雷达是其常用的武器之一，并且也是战场当中非常重要的装备，不管是弹道导弹还是战斗机以及地面武器系统，都需要具有雷达探测的功能，其在当前的战场以及武器设备中能够获取信息进而指挥作战，是实现准确制导以及摧毁打击的重要装备。所以破坏雷达系统，也就对战斗当中的信息来源进行了破坏，也严重影响作战效能。本文阐述了雷达在信号处理中的关键技术，分析、仿真了样本搜索警戒雷达的信号特点，并在任意波形发生器上重现了该雷达信号。

搜索警戒雷达；对抗技术；实现

1 雷达对抗基本原理

1）空间中存在雷达信号。雷达可以向空间进行电磁波的发射，以此对空间实施扫描，从而创造对抗设备接收信号的条件；雷达信息能够确保侦查设备的灵敏性。2)对抗设备接收到满足自身处理条件的功率信号，判断是否可能为雷达信号；3)雷达信号的处理在自身条件范围内。能够确保雷达对信息的接收以及处理，将其作为对于雷达信号分析的基础条件；4)能够适应当地的电磁环境。因为雷达接收机能接收所有频带内的信号，因此为了实现对雷达信号的分析，这就需要接收机能够和当地的电磁信号有效适用，并且能够并成功处理雷达信号。

2 雷达信号的处理

2.1 雷达的最佳检测原理

在对雷达信号处理过程中，若背景噪音为高斯白噪声时，其信噪比的大小可以对噪声背景下对目标的发现能力有着决定性的作用，所以对于信号的检测一般主要就是采用匹配滤波技术所实现的。即为了得到最大输出信噪比，滤波器频率响应表示为公式。

其中Si*(f)为确知雷达信号的频谱共轭函数，k为常数，t0为滤波器物理可实现的附加延迟，设噪声的双边带功率谱密度为N0/2，信号能量为E，此时滤波器输出的信噪比最大表示为公式。

采用匹配滤波器技术能够在高斯噪声当中以最大信噪比检测到回波信号，对于信号的最佳检测一般主要就是采用似然比检测得到。其主要思想就是采用对后验概率的比较结果来对信号进行判断。用P(s/v)表示电压为v时信号存在的概率，P(0/v)表示信号不存在的概率，则该准则表示为公式。

2.2 恒虚警处理

在雷达的信号处理中，信号的先验概率和代价系数一般不能确定，因此直接使用贝叶斯准则是不行的。在恒虚警处理中，把雷达的最佳检测定义为在虚警概率值PF0一定的条件下，使得漏检概率PM最小或发现概率PD最大，这既是纽曼-皮尔逊准则。

设想雷达接收信号总是落在一个区域里，该区域可以分为两部分，落在Z1区域为有目标信号，落在Z0区域判断为无目标信号，则虚警概率和漏检概率为公式：

设损失函数F=PM+λPF，其中λ为代价系数，当PF固定时希望F最小，则PM最小。将上式公式融合得到损失函数为公式。

于F恒为正，F最小时，应该把被积函数P(v/s)-λP(v/0)为负的区域划定为Z0，使得F最小，即

时，判定为无目标信号。判决门限λ由虚警概率决定，当选定λ=λ0时，确定Z1=Z1(λ□0)满足

纽曼-皮尔逊准则最佳检测也就是用似然函数做出判断，只是判决门限由给定的虚警概率决定而已。

2.3 搜索警戒雷达研究与实现

2.3.2 搜索警戒雷达信号组成与仿真

为了更好地说明搜索警戒雷达信号特点，本文利用Matlab对空间分集的脉冲频率捷变搜索警戒雷达信号进行仿真。利用安捷伦E4438C信号源的任意波形发生功能将Matlab生成的仿真雷达信号生成为真实信号，通过检波器后使用示波器进行观察。表1为设计的波形参数详细说明。表1为设计的雷达天线分集参数为根据目前常用的搜索警戒雷达虚构的，但足以说明空间分集的脉冲频率捷变雷达信号样式。图1为使用Matlab仿真得到的天线威力图。

表1 雷达信号波形参数

图2仿真了14个波束的4分集天线威力图。其中第一分集包含2个波速，第二与第三分集包含3个波速，第四分集包含6个波速，这样就实现了空间分集；每个波束中的脉冲信号频率有可能不同，因此实现了频率捷变；每个分集的信号按照一定顺序发生，因此实现了脉冲捷变。设想有个运动目标在第一分集中，则根据威力图可以得知目标主要被第一分集的两个波束扫描到，其他分集的信号能量将会非常低，此时接收到的脉冲包络根据仿真得到如图3。

图2 雷达天线威力图

图3 第一分集中接收雷达包络信号(a)雷达脉冲包络；(b)雷达脉冲组

由于目标在第一分集，因此接收到第一分集的两个脉冲信号最强，根据不同高度的分集信号，信号能量有所不同，高度越高，接收到对应分集的信号能量越小。使用E4438C实现该接收信号如图4。

2.4 雷达对抗技术分析

借助于DRFM对雷达信号的精确复制与再现，现代欺骗式干扰已进入相干假目标干扰时代。DRFM设备由于可以精确复制雷达信号，因此不仅能够对抗相参和非相参雷达，还可以对抗脉冲压缩，频率、脉冲捷变雷达信号。

图4 生成的第一分集中接收雷达包络信号

下变频模块，数字延迟模块，上变频模块共同构成了DRFM的最小系统。信号的基本处理流程为：输入的射频信号经过下变频后变为中频信号，中频信号经过ADC采样后将采样后的数字信号存储在存储器中，控制单元负责控制数据的实时读写并将储存信号送到DAC，然后进行上变频处理。一般的下变频和上变频频率是一样的，这样能够使得原始信号重构并保持相干性。

结语

本文对雷达对抗的原理进行了概述，对目前雷达常用的技术总结为六种，从这六个方面对雷达的工作原理进行了分析说明。本文还根据某型号的搜索警戒雷达信号特点，利用Matlab软件对雷达信号进行了仿真以此说明空间分集，频率、脉冲捷变等概念。本文的雷达对抗正是建立在这些技术和概念上。

[1]李华.雷达对抗系统作战效能评估仿真[D].电子科技大学,2006.

[2]周续力.对搜索警戒雷达的距离欺骗和航迹欺骗研究[D].中北大学,2008.

[3]逄勃.现代电子对抗的新技术研究[D].南京航空航天大学,2006.