基于PD雷达的多假目标压制干扰产生及仿真

摘要 假目标干扰作为一种重要的欺骗干扰样式，当假目标数目较多时，干扰将布满整个脉冲重复周期，真实目标信号淹没在数量众多的假目标干扰中，达到多假目标压制干扰的效果。文中通过对雷达信号处理的建模，构成了基本的雷达回波信号处理系统，并分析了一般假目标的产生方式，最后通过Matlab仿真验证了多假目标压制干扰的效果。
关键词 多假目标干扰；PD雷达；系统仿真

    在电子对抗中，多假目标干扰是一种有效的电子攻击手段，它是通过发射或投放假目标信息欺骗敌方电子设备，以隐蔽真实数据的电子干扰。多假目标的干扰效果是使电子设备无法从众多假目标背景中识别真实目标，甚至可能使数据处理系统过载或饱和。
    假目标干扰是通过产生与真实目标相似的回波来增加敌方雷达发现、跟踪真实目标的难度。在一般的假目标干扰中，由于所产生的干扰位置相对固定，干扰较容易被识别和处理。而多假目标干扰是通过非固定时延来产生距离相对随机且数量繁多的假目标信号，从而具有更好的干扰效果。多假目标干扰在现代电子战中应用日益广泛，当假目标数目很多时，干扰将布满整个重复周期，雷达将无法有效辨别区分真实目标信号和假目标干扰信号，从而造成大量的虚警或漏报，以达到干扰敌方的效果。

1 雷达信号处理系统仿真
    文中利用Matlab仿真工具对脉冲多普勒雷达系统的动态工作过程进行了仿真研究，图1给出了雷达信号处理系统的仿真流程图。

    仿真实例中，分别采用脉宽为10μs，带宽为2 MHz的线性调频信号及13位巴克码信号为输入信号进行雷达回波信号仿真，假设某脉冲多普勒雷达脉冲重复频率Tr=16 kHz，多普勒频率为fd=7 kHz，目标位置为tmobj=20μs。叠加了带宽与信号带宽相同的有色噪声。图2为线性调频信号的信号回波波形，以及脉压处理后的结果。

    图2所示为产生的理想回波信号时域波形图，其中有16个脉冲重复周期，并且展示了对单个周期理想回波信号进行脉冲压缩后的结果。

2 多假目标压制干扰产生及仿真
2．1 假目标的产生
    文中主要采用距离欺骗假目标及速度欺骗假目标，下面以线性调频信号为例，介绍这两种假目标的产生。
    产生距离欺骗假目标的基本思想是：干扰机将截获到的雷达射频线性调频信号，经过一个时间延迟△t后发射回去。这种方式每复制一次雷达信号，就可以产生一个距离假目标。产生速度欺骗假目标基本原理是：根据接收到的雷达信号，同时转发与目标回波多普勒频率fd不同的若干个干扰信号频移，使雷达难以检测fd并且造成其检测跟踪的错误。
    以图2中的线性调频信号为例，雷达发射线性调频脉冲信号脉宽10μs，回波信号中真实目标的位置为tmobj=20μs。真实目标为动目标，其多普勒频率为fd=7 000 Hz，雷达回波信号叠加了带宽与信号带宽相同的有色噪声，共有16个脉冲重复周期，脉冲重复频率Tr=16 kHz，下面产生少量假目标，来验证仿真结果是否符合理论推导。
    选定假目标的延迟时间间隔为5μs，产生3个等间隔延时的假目标，即其位置分别为25μs，30μs，35μs并且设定其为静止目标，即fdj=0，将假目标干扰信号与真实目标回波信号叠加。

    由仿真结果可以看到，如图3在距离维，假目标干扰信号的位置依次比真实目标延迟5μs，10μs，15μs，符合一开始给定的延迟时间间隔。由图3所示，3个假目标的多普勒频率均为0，即假目标为静止目标。从仿真看出，产生的假目标干扰信号与真实目标回波信号，得到的假目标干扰效果与理论相符。
2．2 多假目标压制干扰
    如图3所示，在一般的假目标干扰中，假目标信号是通过对雷达脉冲进行固定的时延转发产生的。由于所产生的干扰位置和参数相对固定，干扰较容易被识别和相关处理掉。而多假目标干扰是通过非固定参数距离欺骗及速度欺骗来产生距离，多普勒频率参数相对随机且数量繁多的假目标信号，从而具有更好的干扰效果。以下为对线性调频信号进行多假目标干扰仿真并验证结果。
    信号脉宽为10μs；带宽为2 MHz；雷达脉冲重复频率Tr=16 kHz；多普勒频率为fd=7 kHz；目标位置为tmobj=20μs。图4所示为无假目标干扰情况下，线性调频信号经过雷达信号处理器后MTD的结果图。

    产生多假目标干扰与雷达回波信号叠加，假目标数目为30个，其中在整个脉冲周期等间隔的产生假目标距离欺骗干扰，延时间隔1．75 μs，设置其中10个干扰假目标为静止目标，即多普勒频率为0，其余假目标为动目标，动目标的多普勒频率以1 000 Hz间隔在区间[1 kHz，16 kHz]产生，干扰信号的强度随机为真实目标的0．5～1．5倍，图5所示为多假目标干扰后的处理结果。
    图5中20个速度欺骗假目标的多普勒频率以1 kHz等间隔产生，在距离维上，距离欺骗产生假目标以1．75μs为间隔等间隔分布在整个脉冲周期内。30个假目标信号全部通过恒虚警的检测，此时雷达将无法分辨20个运动假目标与真实的目标，与一般假目标干扰相比，多个相似回波的出现使得真实目标的回波被有效掩盖，敌方雷达难以分辨回波的真伪，回波数量的增加也使敌方雷达的目标跟踪负担增大，甚至导致雷达检测系统的过载。

3 结束语
    文中对多假目标压制干扰的砑究，建立在Matlab仿真的基础上，多假目标干扰的特色就在于“多”，其在雷达单位周期内产生的假目标布满整个重复周期，使雷达难以正确检测到真正的目标信号，降低了干扰被识别和处理的概率，文中只对理想状况下回波进行了理论分析及简单的雷达信号处理器仿真，并最后得到多假目标干扰的效果。