雷達欺騙性干擾[共186頁]

1、第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 第第7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 7.1 概述概述 7.2 對雷達距離信息的欺騙對雷達距離信息的欺騙 7.3 對雷達角度信息的欺騙對雷達角度信息的欺騙 7.4 對雷達速度信息的欺騙對雷達速度信息的欺騙 7.5 對跟蹤雷達對跟蹤雷達AGC電路的干擾電路的干擾 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 7.1 概述概述 7.1.1 欺騙性干擾的作用 設(shè)V為雷達對各類目標(biāo)的檢測空間(也稱為對各類目 標(biāo)檢測的威力范圍),對于具有四維(距離、方位、仰角 和速度)檢測能力的雷達,其典型的V為 minmax minmaxminmaxminmaxminmax , ddii V

2、RRaaffSS (71) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 式中, 分別為雷達的最小和最大檢測距離,最小和最大檢測方 位,最小和最大檢測仰角,最小和最大檢測的多普勒頻率, 最小檢測信號功率(靈敏度)和飽和輸入信號功率。理想 的點目標(biāo)T僅為V中的某一個確定點: minmax minmaxminmaxminmaxminmax , ddii RRaaffSS、，、 , dt TRfSV， ， ，(72) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 式中,R,fd,St分別為目標(biāo)所在的距離、方位、仰 角、多普勒頻率和回波功率。雷達能夠區(qū)分V中兩個不 同點目標(biāo)T1、T2的最小空間距離V稱為雷達的空間分

3、辨力 V=R,fd,Simin,Simax (73) 其中,R,fd分別稱為雷達的距離分辨力、方 位分辨力、仰角分辨力和速度分辨力。一般雷達在能 量上沒有分辨能力,因此其能量的分辨力與檢測范圍相 同。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 在一般條件下,欺騙性干擾所形成的假目標(biāo)Tf也是V 中的某一個或某一群不同于真目標(biāo)T的確定點的集合: Tfini=1 TfiV, TfiT i=1,n (74) 所以它也能夠被雷達檢測,并發(fā)揮以假作真和以假 亂真的干擾目的。需要特別說明的是,許多遮蓋性干擾 的信號也可形成V中的假目標(biāo),但其假目標(biāo)往往具有空 間和時間的不確定性(空間位置和出現(xiàn)的時間是隨機的),

4、與真目標(biāo)(在空間和時間上是確定的)相去甚遠,難以被 雷達作為目標(biāo)檢測跟蹤。(74)式既是欺騙性干擾的基 本條件,也是欺騙性干擾技術(shù)實現(xiàn)的關(guān)鍵點。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 由于目標(biāo)的距離、角度和速度信息表現(xiàn)在雷達接 收到的各種回波信號與發(fā)射信號在振幅、頻率和相位 調(diào)制的相關(guān)性中,不同的雷達獲取目標(biāo)距離、角度、速 度信息的原理不盡相同,而其發(fā)射信號的調(diào)制樣式又是 與其對目標(biāo)信息的檢測原理密切相關(guān)的,因此,實現(xiàn)欺騙 性干擾必須準(zhǔn)確地掌握雷達獲取目標(biāo)距離、角度和速 度信息的原理和雷達發(fā)射信號調(diào)制中的一些關(guān)鍵參數(shù), 有針對性地、合理地設(shè)計干擾的調(diào)制方式和調(diào)制參數(shù), 才能達到預(yù)期的干擾效果。

5、 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 7.1.2 欺騙性干擾的分類 對欺騙性干擾的分類主要采用以下兩種方法。 1.根據(jù)假目標(biāo)Tf與真目標(biāo)T在V中參數(shù)信息的差別分類 由此產(chǎn)生的干擾分類有5種 1) 距離欺騙干擾 RfR,f,f, fdffd, SfS (7 5) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 式中,Rf,f,f,fdf,Sf分別為假目標(biāo)Tf在V中的距離、方 位、仰角、多普勒頻率和功率。距離欺騙干擾是指假 目標(biāo)的距離不同于真目標(biāo),能量往往強于真目標(biāo),而其余 參數(shù)則近似等于真目標(biāo)。 2)角度欺騙干擾 f或f,RfR,fdffd,SfS (76) 角度欺騙干擾是指假目標(biāo)的方位或仰角不同于真

6、目標(biāo),能量強于真目標(biāo),而其余參數(shù)近似等于真目標(biāo)。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 3) 速度欺騙干擾 fdffd,RfR,f,f,SfS (7 7) 速度欺騙干擾是指假目標(biāo)的多普勒頻率不同于真 目標(biāo),能量強于真目標(biāo),而其余參數(shù)近似等于真目標(biāo)。 4) AGC欺騙干擾 SfS (78) AGC欺騙干擾是指假目標(biāo)的能量不同于真目標(biāo),其 余參數(shù)覆蓋或近似等于真目標(biāo)。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 5) 多參數(shù)欺騙干擾 多參數(shù)欺騙干擾是指假目標(biāo)在V中有兩維或兩維以 上參數(shù)不同于真目標(biāo),以便進一步改善欺騙干擾的效果。 經(jīng)常用于同其它干擾配合使用的是AGC欺騙干擾,此外 還有距離速度同步欺騙干

7、擾等。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 2.根據(jù)Tf與T在V中參數(shù)差別的大小和調(diào)制方式分類 由此產(chǎn)生的干擾有3種 1) 質(zhì)心干擾 Tf-TV (79) 即真、假目標(biāo)的參數(shù)差別小于雷達的空間分辨力, 雷達不能區(qū)分Tf與T為兩個不同目標(biāo),而將真、假目標(biāo)作 為同一個目標(biāo)Tf來檢測和跟蹤。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 由于在許多情況下,雷達對此的最終檢測、跟蹤結(jié) 果往往是真假目標(biāo)參數(shù)的能量加權(quán)質(zhì)心(重心),故稱為 質(zhì)心干擾。 ff f f S T T SS (710) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 2) 假目標(biāo)干擾 Tf-TV (711) 即真、假目標(biāo)的參數(shù)差別大于雷達的空間分

8、辨力, 雷達能夠區(qū)分Tf與T為兩個不同目標(biāo),但可能將假目標(biāo)作 為真目標(biāo)檢測和跟蹤,從而造成虛警,也可能沒有發(fā)現(xiàn)真 目標(biāo)而造成漏報。大量的虛警還可能造成雷達檢測、 跟蹤和其它信號處理電路的過載。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 3) 拖引干擾 拖引干擾是一種周期性地從質(zhì)心干擾到假目標(biāo)干 擾的連續(xù)變化過程,典型的拖引干擾過程如下式所示: 0 0 f f TTV T 0tt1,停拖 t1tt2,拖引 t2tTj,關(guān)閉 (712) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 即在停拖時間段0,t1內(nèi),假目標(biāo)與真目標(biāo)出現(xiàn)的 空間和時間近似重合,雷達很容易檢測和捕獲。由于假 目標(biāo)的能量高于真目標(biāo)。捕獲后A

9、GC電路將按照假目 標(biāo)信號的能量來調(diào)整接收機的增益(增益降低),以便對 其進行連續(xù)測量和跟蹤,停拖時間段的長度對應(yīng)于雷達 檢測和捕獲目標(biāo)所需的時間,也包括雷達接收機AGC電 路的增益調(diào)整時間;在拖引時間段t1,t2)內(nèi),假目標(biāo)與真 目標(biāo)在預(yù)定的欺騙干擾參數(shù)(距離、角度或速度)上逐漸 分離(拖引), 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 且分離的速度v在雷達跟蹤正常運動目標(biāo)時的速度 響應(yīng)范圍vmin,vmax內(nèi),直到真假目標(biāo)的參數(shù)差達到 預(yù)定的程度Vmax: Tf-T=Vmax VmaxV (713) 由于在拖引前已經(jīng)被假目標(biāo)控制了接收機增益,而 且假目標(biāo)的能量高于真目標(biāo),所以雷達的跟蹤系統(tǒng)很容

10、 易被假目標(biāo)拖引開,而拋棄真目標(biāo)。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 拖引段的時間長度主要取決于最大誤差vmax和拖 引速度v;在關(guān)閉時間段t2,Tj)內(nèi),欺騙式干擾關(guān)閉發(fā)射, 使假目標(biāo)Tf突然消失,造成雷達跟蹤信號突然中斷。在 一般情況下,雷達跟蹤系統(tǒng)需要滯留和等待一段時 間,AGC電路也需要重新調(diào)整雷達接收機的增益(增益提 高)。如果信號重新出現(xiàn),則雷達可以繼續(xù)進行跟蹤。如 果信號消失達到一定的時間,雷達確認(rèn)目標(biāo)丟失后,才能 重新進行目標(biāo)信號的搜索、檢測和捕獲。關(guān)閉時間段 的長度主要取決于雷達跟蹤中斷后的滯留和調(diào)整時間。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 7.1.3 欺騙性干擾的效

11、果度量 根據(jù)欺騙性干擾的作用原理,度量其干擾效果主要 采用以下幾種參數(shù)。 1.受欺騙概率Pf Pf是在欺騙性干擾條件下,雷達檢測、跟蹤系統(tǒng)發(fā) 生以假目標(biāo)當(dāng)作真目標(biāo)的概率。如果以Tfini=1表示V 中的假目標(biāo)集,則只要有一個Tfi被當(dāng)作真目標(biāo),就會發(fā)生 受欺騙的事件。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 如果將雷達對每個假目標(biāo)的檢測和識別作為獨立試驗 序列,在第i次試驗中發(fā)生受欺騙的概率記為Pfi,則有n個 假目標(biāo)時的受欺騙概率Pf為 1 1(1) n ffi i PP (714) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 2.參數(shù)測量(跟蹤)誤差均值V、方差2v 在隨機過程中的參數(shù)測量誤差往往

12、是一個統(tǒng)計 量,V是指雷達檢測跟蹤的實際參數(shù)與真目標(biāo)的理想?yún)?數(shù)之間誤差的均值,2v是誤差的方差。根據(jù)欺騙性干擾 的第一種分類方法,V可分為距離測量(跟蹤)誤差R、 角度測量(跟蹤)誤差、和速度測量(跟蹤)誤差 fd,2v也可分為距離誤差方差2R、角度誤差方差2、 2和速度誤差方差 等,其中特別是誤差均值V對雷 達的影響更為重要。 2 d f 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 7.2 對雷達距離信息的欺騙對雷達距離信息的欺騙 7.2.1 雷達對目標(biāo)距離信息的檢測和跟蹤 眾所周知,目標(biāo)的距離R表現(xiàn)為雷達發(fā)射信號sT(t)與 接收信號sR(t)之間的時間遲延tr,tr=2R/c,c為電波傳播速

13、 度。雷達常用的測距方法有脈沖測距法和連續(xù)波調(diào)頻 測距法。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 1.脈沖測距法 脈沖測距是最常用的雷達測距方法。典型的脈沖雷 達測距原理如圖71所示。定時器產(chǎn)生周期為Tr的觸發(fā) 脈沖信號,該脈沖信號也是距離測量的基準(zhǔn)(通常稱為 零距離脈沖)。信號分別送給雷達發(fā)射機的脈沖調(diào)制器, 距離檢測、跟蹤電路和雷達顯示器等。脈沖調(diào)制器在信 號作用下,產(chǎn)生大功率的調(diào)制脈沖。在該脈沖期間,射 頻振蕩器產(chǎn)生大功率的射頻振蕩脈沖,通過收發(fā)開關(guān),由 雷達天線輻射到空間。發(fā)射脈沖結(jié)束后,收發(fā)開關(guān)將天線 連通接收機,回波信號經(jīng)天線、收發(fā)開關(guān)、混頻、中放、 包絡(luò)檢波、視頻放大成為視頻脈沖

14、,分別送給距離檢測、 跟蹤電路和雷達顯示器,進行目標(biāo)、目標(biāo)距離的檢測、跟 蹤和顯示等。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 圖71 脈沖雷達的距離檢測、跟蹤原理 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 圖中tr為收發(fā)脈沖包絡(luò)的遲延時間。雷達對目標(biāo)距 離的檢測和跟蹤分為自動跟蹤、半自動跟蹤和人工跟 蹤三種,在跟蹤雷達中主要采用自動跟蹤。自動距離檢 測和跟蹤電路的典型組成如圖72所示。當(dāng)前、后跟 蹤波門、內(nèi)均未重合回波脈沖時,電路處于搜索 狀態(tài)。轉(zhuǎn)換開關(guān)將搜索鋸齒電壓送給距離電壓積分器, 距離電壓積分器的輸出為搜索鋸齒電壓(由于該電壓 變化很慢,近似為一直流電平),觸發(fā)脈沖加給距離波 門產(chǎn)生電路,

15、首先形成短周期的鋸齒電壓10。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 、10電壓相等時形成波門觸發(fā)脈沖,經(jīng)整形、遲延 后輸出前后跟蹤波門、。由于搜索鋸齒電壓是 線性漸變的,因此在搜索狀態(tài)時的前后跟蹤波門也是由 近至遠勻速運動的。當(dāng)跟蹤波門、與回波脈沖 重合時,搜索跟蹤轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)入跟蹤狀態(tài),轉(zhuǎn)換開關(guān)將差 壓檢波的輸出送給距離電壓積分器。前、后跟蹤波門 、在時間上分別選通輸入的回波脈沖信號,前、 后波門積分器將波門內(nèi)選通的回波信號能量轉(zhuǎn)換成相 應(yīng)的積分電平、,差壓檢波器取出二者的電平差 (距離跟蹤誤差信號)送入距離電壓積分器,修正距離 電壓積分器輸出的距離電壓信號。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙

16、性干擾 通過、10電壓的比較,產(chǎn)生相等時刻的波門觸發(fā)脈沖 ,使波門產(chǎn)生器修正前、后跟蹤波門、的時間位 置,直到波門的中心對準(zhǔn)回波脈沖的能量中心。此時, 差壓檢波器輸出為0,距離電壓保持不變,跟蹤波門的位 置達到穩(wěn)定狀態(tài)。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 圖72 自動距離跟蹤系統(tǒng)的原理方框圖 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 2.連續(xù)波調(diào)頻測距法 連續(xù)波調(diào)頻測距主要用于檢測和跟蹤近距離目標(biāo)。 典型的鋸齒波調(diào)頻測距雷達如圖7 3所示,其收發(fā)信號 的頻率調(diào)制如圖74所示。當(dāng)雷達處于搜索狀態(tài)時,其 發(fā)射信號頻率ft(t)按照調(diào)頻鋸齒波周期T在區(qū)間 f0,f0+fm內(nèi)逐漸變化： 0 ( )0

17、m t f f tfttT T (715) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 式中,fm為調(diào)頻帶寬。經(jīng)過距離R的雙程傳播,回波 信號頻率為 2 ( )() rt R f tf t c (716) 收發(fā)信號下變頻后為輸出信號,其頻率為收發(fā)頻差fc 2 ( )( ) m ctr Rf ff tf t cT (717) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 圖73 連續(xù)波調(diào)頻測距雷達組成 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 圖74 鋸齒波調(diào)頻測距雷達發(fā)射信號頻率 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 信號送至通帶為fi-fr/2,fi+fr/2的中放。當(dāng)頻 差fc不在中放通帶內(nèi)時,中放沒有輸出

18、,鋸齒波產(chǎn)生電路 使鋸齒波的周期T在Tmin,Tmax范圍內(nèi)逐漸變化,力 求捕獲目標(biāo)回波信號;當(dāng)頻差fc位于通帶范圍內(nèi)時,鋸齒 波產(chǎn)生電路使鋸齒波的周期T按照頻率誤差積分器的 電壓進行微調(diào)。此時,鑒頻器根據(jù)頻差fc偏離中心頻率fi 的大小和方向輸出距離誤差信號;經(jīng)過積分,產(chǎn)生鋸齒 波周期的微調(diào)電壓,直到使fc=fi,誤差信號為零,電路達 到跟蹤穩(wěn)定狀態(tài)。典型的鑒頻電路和鑒頻特性如圖 75所示。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 圖75 典型的鑒頻電路和鑒頻特性 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 在跟蹤穩(wěn)定狀態(tài)下,鋸齒波周期T與目標(biāo)距離R之間 的關(guān)系為 2 i m cTf R f (71

19、8) 在上述的連續(xù)鋸齒波調(diào)頻測距、跟蹤雷達中,由調(diào)頻 周期T所確定的雷達目標(biāo)檢測、跟蹤范圍Rmin,Rmax為 min min max max 2 2 i m i m cTf R f cTf R f (719) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 7.2.2 對脈沖雷達距離信息的欺騙 對脈沖雷達距離信息的欺騙主要是通過對收到的 雷達照射信號進行時延調(diào)制和放大轉(zhuǎn)發(fā)來實現(xiàn)的。由 于單純距離質(zhì)心干擾造成的距離誤差較小(小于雷達的 距離分辨單元),所以對脈沖雷達距離信息的欺騙主要采 用距離假目標(biāo)干擾和距離波門拖引干擾。 1.距離假目標(biāo)干擾 距離假目標(biāo)干擾也稱為同步脈沖干擾。設(shè)R為真目 標(biāo)的所在距離,

20、經(jīng)雷達接收機輸出的回波脈沖包絡(luò)時延 tr=2R/c,Rf為假目標(biāo)的所在距離,則在雷達接收機內(nèi)干擾 脈沖包絡(luò)相對于雷達定時脈沖的時延應(yīng)為 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 當(dāng)其滿足 |Rf-R|R (721) 時,便形成距離假目標(biāo),如圖76所示。通常,tf由兩 部分組成: 2 f f R t c 00 2 , j ffff R tttt c (722) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 其中tf0是由雷達與干擾機之間Rj距離所引起的電波 傳播時延,tf則是干擾機收到雷達信號后的轉(zhuǎn)發(fā)時延。 在一般情況下,干擾機無法確定Rj,所以tf0是未知的,主要 控制遲延tf,這就要求干擾機與被保護的目

21、標(biāo)之間具有 良好的空間配合關(guān)系,將假目標(biāo)的距離設(shè)置在合適的位 置,避免發(fā)生假目標(biāo)與真目標(biāo)的距離重合。因此,假目標(biāo) 干擾多用于目標(biāo)的自衛(wèi)干擾,以便于同自身目標(biāo)配合。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 圖76 對脈沖雷達距離檢測的假目標(biāo)干擾 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 實現(xiàn)距離假目標(biāo)干擾的方法很多。圖77(a)為采 用儲頻技術(shù)的轉(zhuǎn)發(fā)式干擾機。由接收天線收到的雷達 信號脈沖經(jīng)帶通濾波器、定向耦合器分別送至儲頻 電路和檢波、視放、門限檢測器。當(dāng)脈沖能量達到給 定門限時,門限檢測器給出啟動信號,使儲頻電路對信 號取樣,并將所取樣本以一定的形式(數(shù)字或模擬)保 持在儲頻電路中；啟動信號還同時

22、用作干擾控制電 路的觸發(fā)信號,由干擾控制電路產(chǎn)生各遲延時間為 tfini=1的干擾調(diào)制脈沖串,按照脈沖串重復(fù)取出 儲頻器中保持的取樣信號,送給末級功放和干擾發(fā)射 天線。儲頻電路的工作原理可參見第8章。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 圖77(b)是采用頻率引導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)答式干擾機。 由接收天線收到的雷達信號脈沖經(jīng)帶通濾波器、定 向耦合器分別送至IFM瞬時測頻接收機和檢波、視放、 門限檢測器。當(dāng)脈沖能量達到給定門限時,門限檢測器 給出信號,啟動IFM接收機迅速測量信號的載頻fRF, 并以fRF為地址讀取存儲器M中的調(diào)諧電壓數(shù)據(jù)V(fRF),經(jīng) D/A變換成壓控振蕩器VCO的調(diào)諧電壓,產(chǎn)生頻率

23、近似 等于信號的連續(xù)振蕩,送給末級功放,信號同時觸發(fā) 干擾控制電路,形成遲延時間為tfi,i=1,n的各干擾調(diào) 制脈沖串。脈沖串用作末級功放的振幅調(diào)制,產(chǎn)生 大功率的假目標(biāo)回波,由干擾天線發(fā)射到空間。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 圖77 脈沖雷達距離假目標(biāo)干擾的實現(xiàn)方法 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 圖77 脈沖雷達距離假目標(biāo)干擾的實現(xiàn)方法 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 圖77(c)是采用鋸齒波掃頻技術(shù)的干擾機。當(dāng)掃 頻范圍fj覆蓋雷達接收機通帶且通帶頻率不變時,也可 以形成距離假目標(biāo)干擾,如圖78所示,在每個掃頻鋸齒 波周期T內(nèi)都將形成一個寬度為的脈沖, j f T

24、 f (723) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 只要用接收到雷達脈沖信號的包絡(luò),同步掃頻鋸 齒波的起始電壓(在脈沖信號的包絡(luò)前沿,使鋸齒波 位于某一確定的電壓),就可以在雷達上形成與雷達定 時脈沖同步的一串假目標(biāo),且假目標(biāo)的間隔與各次掃 頻鋸齒波的周期相對應(yīng)。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 圖78 鋸齒波調(diào)頻干擾形成距離假目標(biāo)的原理 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 2. 距離波門拖引干擾 距離波門拖引干擾的假目標(biāo)距離函數(shù)Rf(t)可用 (724)式表述。其中,R為目標(biāo)所在距離;v和a分別為勻 速拖引時的速度和勻加速拖引時的加速度。 2 11 ( )()() f R RtR

25、ttRa tt 干擾關(guān)閉 0tt1,停拖期 t1tt,拖引期 t2tTj,關(guān)閉期 (724) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 在自衛(wèi)干擾條件下,R也就是目標(biāo)的所在距離。將 (724)式轉(zhuǎn)換成為干擾機對收到的雷達照射信號進行 轉(zhuǎn)發(fā)時延tf,則距離波門拖引干擾的轉(zhuǎn)發(fā)時延tf為 2 11 0 22 ( )()() f a tttttt cc 干擾關(guān)閉 0tt1 t1tt t2tTj (725) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 最大拖引距離Rmax(或最大轉(zhuǎn)發(fā)時延 tfmax=2Rmax/c)為 Rmax= v(t2-t1) 勻速拖引 a(t2-t1)2 勻加速拖引 (726) 第第7 7

26、章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 實現(xiàn)距離波門拖引干擾的基本方法有:射頻遲延方 法和射頻儲頻方法。其中,采用射頻遲延方法的干擾技 術(shù)產(chǎn)生器如圖79所示。收到的雷達射頻信號經(jīng)定 向耦合器、主路送給可編程遲延線L；副路送給包絡(luò)檢 波器。檢波器的輸出信號經(jīng)對數(shù)視放、脈沖整形得到 信號,用作干擾控制器的觸發(fā)。干擾控制器根據(jù) (725)式產(chǎn)生時延為tf(t)的拖引干擾脈沖,作為對末 級功放的調(diào)制脈沖,同時也對數(shù)字式可編程遲延線L發(fā) 出遲延時間的控制字D(tf(t): ( ) ( )() f f tt DttINT t (727) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 其中,t為數(shù)字式可編程遲延線L的單位量化時

27、間。 經(jīng)L遲延輸出的射頻脈沖與調(diào)制脈沖同時到達末級功 放,產(chǎn)生大功率的射頻拖引干擾脈沖。數(shù)字式可編程 遲延線L一般由微波開關(guān)與抽頭遲延線組成,圖710為 其典型電路,圖中相鄰抽頭的遲延時間比為2,最小遲延 時間為t,抽頭數(shù)為n,遲延時間控制字為nbit,可編程控制 的最大遲延時間tfmax為 tfmax=t(2n-1) (728) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 圖79 射頻遲延方法的距離波門拖引干擾技術(shù)產(chǎn)生器 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 圖710 數(shù)字式可編程射頻遲延線的典型組成 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 常用的遲延線有同軸線、波導(dǎo)、表聲和體聲波器件、 光纖等。其

28、中表聲和體聲波器件和光纖用作遲延線時的 體積小、重量輕、遲延時間長,但需要經(jīng)過一定的電聲、 聲電、電光、光電變換,損耗較大,價格較高,適用于較長 遲延時間使用。在許多干擾機中,距離拖引的時延是以 t為單位離散變化的,為了防止其造成雷達距離跟蹤的 中斷,一般要求t小于跟蹤波門寬度的1/3至1/2。 射頻儲頻方法的電路組成仍同圖77(a),只是干擾 控制電路按照(7 25)式產(chǎn)生干擾調(diào)制脈沖和干擾機的 控制信號。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 7.2.3 對連續(xù)波調(diào)頻測距雷達距離信息的欺騙 由于連續(xù)波調(diào)頻測距雷達的距離信息主要表現(xiàn)為 收發(fā)信號的頻差fc,所以對連續(xù)波調(diào)頻測距雷達距離信 息的

29、欺騙干擾主要是根據(jù)干擾樣式的要求,對接收到的 雷達照射信號產(chǎn)生適當(dāng)?shù)念l移fcj,再將頻移后的干擾信 號放大,轉(zhuǎn)發(fā)到雷達接收天線。主要干擾樣式為距離假 目標(biāo)干擾和距離波門拖引干擾。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 1.距離假目標(biāo)干擾 設(shè)連續(xù)波調(diào)頻測距雷達如圖73所示,R為真目標(biāo)的 所在距離。當(dāng)雷達捕獲和跟蹤此真目標(biāo)后,其回波信號 與當(dāng)前發(fā)射信號的頻差為fi,調(diào)頻鋸齒波的周期T穩(wěn)定在: 2 m i Rf T cf (7 29) 設(shè)fcj為干擾機對收到雷達照射信號頻率的移頻 值,fcj0,表示轉(zhuǎn)發(fā)頻率高于接收頻率, 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 反之,fcj0,表示轉(zhuǎn)發(fā)頻率低于接收頻率

30、。Rj為干擾 機與雷達間的距離,則當(dāng)雷達捕獲和跟蹤此干擾信號時, 其調(diào)頻鋸齒波周期T的穩(wěn)定條件是 1 2 jm cj Rf ff cT (730) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 即由空間傳播引起的頻差(接收頻率低于發(fā)射頻率) 與移頻值之代數(shù)和等于頻差鑒頻器的中心頻率fi。求解 (730)式,可得到此干擾條件下的雷達調(diào)頻周期T和跟 蹤的假目標(biāo)距離Rf: 2 () 2 jm jcj jj i f mjcj Rf T c ff R f cTf R fff (731) (732) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 在自衛(wèi)干擾條件下,Rj=R,假目標(biāo)與真目標(biāo)的相對距 離誤差R/R為 fcj

31、icj RRf R RRff (733) (733)式表明:fcj的正負(fù)決定距離偏差的方向,|fcj| 的大小影響距離偏差的大小。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 對連續(xù)波調(diào)頻測距雷達進行距離假目標(biāo)干擾的方 法主要有:遲延轉(zhuǎn)發(fā)方法和移頻轉(zhuǎn)發(fā)方法。采用遲延轉(zhuǎn) 發(fā)方法的干擾技術(shù)產(chǎn)生器仍然可以采用圖710的數(shù)字 式可編程射頻遲延線。當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)遲延時間為trj時,由空間 傳播與轉(zhuǎn)發(fā)遲延引起的收發(fā)頻差fc為 2 () j m cij R f ft Tc (734) 該頻差所對應(yīng)的假目標(biāo)距離Rf為 2 fjij c RRt(735) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 采用移頻轉(zhuǎn)發(fā)方法的干擾技術(shù)產(chǎn)生器

32、組成如圖 711所示,接收到的雷達信號通過移頻電路獲得頻移量 fcj,再經(jīng)放大后輸出。該干擾信號所引起的距離誤差R 可按(7 32)、(733)式計算。連續(xù)波調(diào)頻測距雷達 的中頻fi一般選為數(shù)十千赫茲。由于干擾機不能直接測 距,也不能檢測到雷達的內(nèi)部參數(shù)fi,只能根據(jù)移頻轉(zhuǎn)發(fā) 干擾前、后的調(diào)制周期T、T的相對變化來估計相對距 離誤差R/R。移頻電路的具體技術(shù)參見第8章。 RTT RT (736) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 711 采用移頻轉(zhuǎn)發(fā)方法的干擾技術(shù)產(chǎn)生器 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 2.距離波門拖引干擾 對連續(xù)波調(diào)頻測距雷達的距離波門拖引干擾是指 干擾形成的假目標(biāo)

33、距離滿足(7 24)式的要求。具體實 現(xiàn)方法仍然可以采用(725)式的射頻遲延方式和圖7 9的遲延轉(zhuǎn)發(fā)方法,也可以采用圖711所示的移頻轉(zhuǎn) 發(fā)方法,使頻移量fcj按照(737)式變化。 1 0 () cj fk tt 干擾關(guān)閉 0tt1 t1tt2 t2tTj (737) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 7.3 對雷達角度信息的欺騙對雷達角度信息的欺騙 7.3.1 雷達對目標(biāo)角度信息的檢測和跟蹤 雷達對目標(biāo)角度信息的檢測和跟蹤主要依靠雷達 收發(fā)天線對不同方向電磁波的振幅或相位響應(yīng)。常用 的角度檢測和跟蹤方法有:圓錐掃描角度跟蹤、線性掃 描角度跟蹤和單脈沖角度跟蹤。 第第7 7章章 欺騙性

34、干擾欺騙性干擾 1. 圓錐掃描角度跟蹤 暴露式圓錐掃描角度跟蹤系統(tǒng)的典型方框圖如圖 712所示。其天線方向圖F()的最大增益方向F(0)偏 離瞄準(zhǔn)軸(等信號軸)OA的角度為0,且波束以角頻率S 圍繞OA旋轉(zhuǎn),如圖713(a)、(b)。設(shè)雷達發(fā)射機產(chǎn)生的 發(fā)射脈沖信號串為 ( )(, ) j t tr n s tArect tnTe (738) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 圖712 暴露式圓錐掃描雷達的典型方框圖 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 接收到的目標(biāo)回波信號Sr(t)將受到收發(fā)天線的圓錐 掃描調(diào)制。在忽略Tr時間里,波束掃描變化的條件如下: 2 0 2 ( )(cos(

35、)() rSt R s tFts t c (739) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 式中,為目標(biāo)偏離等信號方向的張角;為目標(biāo)偏離 的方向;為傳播衰減。sr(t)經(jīng)混頻、中放(包括AGC控 制)、包絡(luò)檢波和峰值檢波后為輸出信號se(t), 2 0 2 0 (cos() ( ) () S e Ft s tK F (740) K為幅度常數(shù)。將天線方向圖在0方向展開冪級 數(shù),并取一階近似式: 000 ()()()FFF(741) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 將近似式(741)代入(740)式 (742) 經(jīng)過選頻放大器,取出se(t)中S的基頻項

36、: 2 ( ) 2cos() ( ) S F Kt F 20 0 () ( )(1cos() () eS F s tKt F 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 分別與圖714的相位檢波器進行相位檢波。兩路 相位檢波器的基準(zhǔn)電壓Uref(t)分別取自基準(zhǔn)電壓發(fā)生器 的輸出信號:cos(St)和sin(St),再由低通濾波器取出其 中的低頻分量: 0 0 cos sin () () ad d UK UK F F (743) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 分別作為方位和高低角的跟蹤誤差信號,并驅(qū)動天 線向誤差信號減小的方向運動,直到將等信號方向?qū)?zhǔn)

37、目標(biāo)。采用高斯天線方向圖時, 0 2 0.5 2.8 (744) 如果發(fā)射波束不掃描,只讓接收天線波束進行圓錐掃 描,則稱為隱蔽圓錐掃描,此時接收信號Sr(t)近似為 00 2 ( )() (cos()() rSt R s tFFts t c (745) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 其方位和高低角的跟蹤誤差信號: cos 2 sin 2 d d K U K U (746) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 2. 線性掃描角度跟蹤 一維線性掃描角度跟蹤系統(tǒng)的典型方框圖和波束 的掃描方式如圖715所示,其天線波束指向以T為周期、 S為角速度在區(qū)間min,max內(nèi)勻速掃描。若以每次 掃

38、描的起始時刻為基準(zhǔn),(738)式為發(fā)射信號,則接收信 號sr(t)將受到天線一維線性掃描的調(diào)制: 2 min 2 ( )()()0 rSt R s tFts ttT c (747) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 sr(t)經(jīng)混頻、中放(包括AGC控制)、包絡(luò)檢波和峰 值檢波后的輸出為信號se(t): 2 min 2 () ( ) (0) S e KFt s t F (748) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 圖715 一維線性掃描角度跟蹤系統(tǒng)的典型方框圖 和波束的掃描方式 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 圖715 一維線性掃描角度跟蹤系統(tǒng)的典型方框圖 和波束的掃描方式 第第

39、7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 當(dāng)在t1時刻首次由信號se(t)檢測到目標(biāo)回波時,角度 跟蹤電路開始工作,記下此t1時刻,并在t時刻前后形成一 對時間寬度均為c的前后跟蹤波門。通常在首次進入跟 蹤狀態(tài)時,t=t1+c,如圖716(a)、(b)所示。在角度跟蹤 過程中,通過前、后跟蹤波門選通、積分電路,分別對前、 后跟蹤波門內(nèi)收到的目標(biāo)回波掃描包絡(luò)信號能量進行 積分: ( ) ( ) c c t Fe t t Ae t Esd Esd 前波門能量： 后波門能量： 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 并以積分電平差EFEA作為角誤差信號,控制前、 后波門中心t對準(zhǔn)目標(biāo)回波信號的能量中心時刻t(

40、目標(biāo) 所在角度與t的關(guān)系為:=min+St)。 如果雷達的發(fā)射天線不作掃描(F()不隨時間改變), 而只有其接收天線進行線性掃描,則稱為隱蔽線性掃描, 此時的接收信號Sr(t)近似為 min 2 ( )( ( )() rSr R s tFt Fs t c (750) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 圖716 線性掃描雷達的角度跟蹤電路 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 經(jīng)混頻、中放(包括AGC控制)、包絡(luò)檢波和峰值檢 波后為輸出信號Se(t), min 2 ( ( ) ( ) (0) S e KFt F s t F (751) 除了誤差信號的調(diào)制度略微減小外,其它電路的組成 和工作原

41、理同暴露式線性掃描雷達。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 3.單脈沖角度跟蹤 根據(jù)所用幅相信息的不同,常用的單脈沖角度跟蹤 系統(tǒng)主要為振幅和差、相位和差兩種形式。典型的單 平面振幅和差單脈沖雷達組成和工作原理如圖717所 示。天線1、2的方向圖如718(a),0為兩波束最大增益 方向與等信號方向的夾角,為目標(biāo)回波方向與等信號方 向的張角,兩天線收到的目標(biāo)回波信號分別為 1000 2000 2 ( ()() ()() 2 ( ()() ()() t t R EFFFs t c R EFFFs t c (752) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 經(jīng)過波束形成網(wǎng)絡(luò),得到E1,E2的和差信

42、號E,E: 2 1200 2 1200 2 ( ()()() 2 ()()() t t R EEEFFs t c R EEEFFs t c (753) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 圖717 單平面振幅和差單脈沖雷達組成 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 圖718 天線波束與波束的形成 (a)單平面上的兩波束方向圖；(b)和波束方向圖； (c)差波束方向圖 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 E,E分別經(jīng)混頻、中放(包括AGC控制),相位檢波 后的輸出信號se(t)為 22 00 2 0 ()() ( ) () e K FF s t F (754) 仍然采用(741)式天線方向圖

43、的近似: 0 0 4() ( ) () e KF s t F (755) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 誤差信號經(jīng)過積分、放大,驅(qū)動天線向誤差角減小 的方向運動,直到將天線的等信號方向?qū)?zhǔn)目標(biāo)。 典型的單平面相位和差單脈沖雷達組成和工作原 理如圖719所示。天線1、2具有相同的振幅方向圖 F(),天線間距為d,為目標(biāo)回波方向與天線間法線方向 的張角,兩天線收到的目標(biāo)回波信號分別為 2 1 2 2 22 ( )(1)()sin 2 ( )(1)() jj t j t Rd EFees t c R EFes t c (756) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 圖719 單平面相位和差

44、單脈沖雷達的組 成與工作原理 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 經(jīng)過波束形成網(wǎng)絡(luò),得到E1,E2的和差信號E,E: 22 22 2 ( )(1)() 2 ( )(1)() j t j t R EFes t c R EFes t c (757) E,E分別經(jīng)混頻、中放(包括AGC控制),相位 檢波后的輸出信號se(t)為 2 ( )2sin(sin ) 24 1,sin1,( ) e e d s tK dd s tK 由于 (758) (759) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 7.3.2 對圓錐掃描角度跟蹤系統(tǒng)的干擾 1.倒相干擾與倒相方波干擾 由于暴露式圓錐掃描角度跟蹤系統(tǒng)的誤差信

45、號包絡(luò) 也表現(xiàn)在其發(fā)射信號中,比較容易被雷達偵察機檢測和 識別出來,所以對暴露式圓錐掃描角度跟蹤系統(tǒng)的主要 干擾樣式是采用倒相干擾與倒相方波干擾。倒相干擾的 干擾機組成如圖720所示。暴露式圓錐掃描雷達的發(fā) 射信號經(jīng)干擾機的接收天線送至定向耦合器。定向耦 合器的主路輸出送給功放,副路輸出經(jīng)包絡(luò)檢波、視放、 峰值檢波、低頻放大,輸出誤差包絡(luò)信號,將誤差包絡(luò) 信號倒相,形成倒相正弦波信號經(jīng)過功率驅(qū)動,用作 末級功放的振幅調(diào)制。功放輸出的射頻信號經(jīng)干擾機 的發(fā)射天線輻射到空間。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 圖720 倒相方波干擾機的組成和工作原理 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 通常

46、將倒相干擾的干擾機配置在目標(biāo)上,雷達發(fā)射 信號st(t)仍可用(738)式表示,干擾發(fā)射信號為 ( )(1cos() () jjjSjt R U tumts t c (760) 進入雷達接收機的干擾信號Uj(t)也將受到雷達接 收天線圓錐掃描的包絡(luò)調(diào)制: 0 ( )(1cos() (cos() () jjjSjSt R UtumtFts t c (761) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 Uj(t)將與(739)式的目標(biāo)回波信號一起經(jīng)過混頻、 中放(包括AGC控制)、脈沖包絡(luò)檢波和峰值檢波,在忽 略其中非線性交調(diào)的條件下,輸出信號se(t)近似為 0 0 2 0 2 0 ( )(1cos

47、() (cos() () (cos() () j ejSjS S S u s tmtFt F u Ft F (762) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 仍將天線方向圖采用冪級數(shù)近似,且設(shè)SS,se(t) 通過選頻放大,其輸出信號se(t)為 se(t)=uj(mjcos(St+j) +cos( St+)+2uScos(St+) (763) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 經(jīng)相位檢波后輸出的方位和高低角誤差信號分別為 U=Kd(ujmjcos(S-S)t+j)+(uj+2uS)cos) U=Kd(ujmjsin(S-S)t+j)+(uj+2uS)sin) (764) 圓錐掃描雷達天線

48、穩(wěn)定跟蹤時的指向應(yīng)達到兩維角 誤差信號為0,由此解得: 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 cos() 2cos sin() 2sin jSSj jSSj j S J mt S J S J mt S J S u J Su 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 實際干擾機中經(jīng)常用倒相方波代替倒相正弦波,稱 為倒相方波干擾雷達天線波束寬度與波束張角之比,以 及倒相方波干擾時的主要參數(shù)關(guān)系為 0 0.5 4 0.5,1.27 SSjj m (766) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 由此可以解得倒相方波干擾造成暴露式圓錐掃描 雷達的相對角度偏差: 0.5 1.27 1.42 J S J S

49、(767) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 2.隨機方波干擾 對于圓錐掃描角跟蹤雷達,倒相方波干擾是一種行 之有效的干擾方法,但其需要檢測雷達天線當(dāng)前的波束 掃描位置信息。對于暴露式圓錐掃描雷達,該信息來源 于雷達發(fā)射信號的圓錐掃描調(diào)制,而當(dāng)雷達采用隱蔽圓 錐掃描方式工作時,由于干擾機無法確定其當(dāng)前的錐掃 頻率S和相位,只能對該雷達可能使用的錐掃角頻率 范圍Smin,Smax實施隨機方波調(diào)幅干擾,其中方波的 角基頻范圍與Smin,Smax一致。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 根據(jù)上述圓錐掃描雷達角度跟蹤的原理,其錐掃調(diào) 制信號的選頻放大器通帶B一般只有幾弧度。只有當(dāng)方 波基頻S與

50、錐掃頻率非常接近時,干擾信號才能通過選 頻放大器,因此,當(dāng)干擾方波信號的角基頻在 Smin,Smax內(nèi)均勻分布時,隨機方波干擾相當(dāng)于是對 錐掃頻率范圍的阻塞干擾,落入雷達角度跟蹤系統(tǒng)帶內(nèi) 的有效干擾功率和干信比J/S將下降K倍: m axm inSS B K (768) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 此外,由于SS,將使天線波束的指向受到頻差的 調(diào)制而不穩(wěn)定: cos() ( ) 1cos sin() 1sin jSSj jSSj J mt S t J S J mt S J S (769) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 (t)的分布區(qū)間為0,max,其中 max 1.270.5

51、 1.41 J S J S (770) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 3.掃頻方波干擾 使干擾調(diào)制方波的角基頻以速度a周期性地從 Smin到Smax逐漸變化,稱為掃頻方波干擾。掃頻周期T 為 maxminSS T a (771) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 由于在每個周期T內(nèi)都將形成一次近似為倒相方波 干擾的條件,從而使雷達的角度跟蹤出現(xiàn)周期性的不穩(wěn), 其最大偏差max仍可按(767)式計算,掃頻周期T時間內(nèi) 造成雷達跟蹤嚴(yán)重不穩(wěn)定的時間tj為 maxmin , j j SS t BB t a T (772) 掃頻速度a的選擇依據(jù)主要是根據(jù)隱蔽圓錐掃描雷 達角度跟蹤系統(tǒng)的帶寬

52、B,掃頻干擾方波基頻掃過B帶寬 的時間應(yīng)略大于角度跟蹤系統(tǒng)的響應(yīng)時間 ts(ts1/B),a2fd時,可以無模糊地恢復(fù)連續(xù)的正交多普勒頻 率信號IL(t),QL(t)如圖732所示。 IL(t)Acos(2fdt) QL(t)Asin(2fdt) (7109) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 圖732 正交相干脈沖列和正交多普勒頻率信號 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 此后的速度跟蹤電路與連續(xù)波時的情形完全相同,但一 般的模擬信號處理往往只需要其中的一路信號IL(t)或 QL(t)。隨著現(xiàn)代數(shù)字信號處理理論與技術(shù)的發(fā)展,對于 相干檢波后I(t),Q(t)信號的檢測和跟蹤主要采用數(shù)字

53、信 號處理技術(shù),首先經(jīng)A/D變換將其數(shù)字化: (2/ , )cos(2) ( )() (2/ , )sin(2) ( )() rdr rdr Krect tnTR cf nT I nINT u Krect tnTR cf nT Q nINT u (7110) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 u為單位量化電壓。然后對復(fù)序列I(n),Q(n)進行FFT的譜 分析、檢測和跟蹤。數(shù)字處理方法等效于采用了一組并行 的窄帶濾波器覆蓋整個需要檢測的多普勒頻率范圍,如圖 733所示,其中N為在同一空間可獲得的相干脈沖數(shù)(脈沖 積累數(shù)),Fr為雷達的脈沖重復(fù)頻率(Fr=1/Tr),頻率分辨力 f(也是窄帶

54、濾波器的等效帶寬)為 r F f N (7111) 因此,數(shù)字處理不僅提高了速度檢測、跟蹤的精度, 而且便于實現(xiàn)對同一空間中多目標(biāo)的識別和分辨以及對 多目標(biāo)的同時檢測和跟蹤。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 圖733 數(shù)字信號處理的多普勒濾波器 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 7.4.2 對測速跟蹤系統(tǒng)的干擾 對測速跟蹤系統(tǒng)的干擾的目的是給雷達造成一個 虛假或錯誤的速度信息。主要的干擾樣式為:速度波門 拖引干擾、假多普勒頻率干擾、多普勒頻率閃爍干擾 和距離速度同步干擾。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 1.速度波門拖引干擾 速度波門拖引干擾的基本原理是:首先轉(zhuǎn)發(fā)與目標(biāo)回 波具

55、有相同多普勒頻率fd的干擾信號,且干擾信號的能量 大于目標(biāo)回波,使雷達的速度跟蹤電路能夠捕獲目標(biāo)與干 擾的多普勒頻率fd。AGC電路按照干擾信號的能量控制雷 達接收機的增益,此段時間稱為停拖期,時間長度約為0.5 2s(略大于速度跟蹤電路的捕獲時間);然后使干擾信號的 多普勒頻率fdj逐漸與目標(biāo)回波的多普勒頻率fd分離,分離的 速度vf(Hz/s)不大于雷達可跟蹤目標(biāo)的最大加速度a,即 2 f a (7112) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 由于干擾能量大于目標(biāo)回波,將使雷達的速度跟蹤 電路跟蹤在干擾的多普勒頻率fdj上,造成速度信息的錯 誤。此段時間稱為拖引期,時間長度(t2t1)按

56、照fdj與fd 的最大頻差fmax計算: max 21 f f tt (7113) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 當(dāng)fdj與fd的頻差f=fdj-fd達到fmax后,關(guān)閉干擾機。由 于被跟蹤的信號突然消失,且消失的時間(也是干擾機關(guān) 閉的時間)大于速度跟蹤電路的等待時間和AGC電路的 恢復(fù)時間(約為0.52s),速度跟蹤電路將重新轉(zhuǎn)入搜索 狀態(tài)。在速度波門拖引干擾中,干擾信號多普勒頻率fdj 的變化過程如下： 1 ( )() d djdf f ftftt 干擾機關(guān)閉 0tt1 t1tt2 t2tj (7114) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 vf的正負(fù)取決于拖引的方向(也是假速

57、度目標(biāo)加速 度的方向)。對連續(xù)波測速跟蹤系統(tǒng)進行速度波門拖引 干擾的干擾機組成如圖734所示。接收天線A收到的 雷達發(fā)射信號經(jīng)定向耦合器分別送給載頻移頻電路和 雷達信號檢測電路,其中雷達信號檢測電路的作用是檢 測和識別連續(xù)波雷達的信號,判斷其威脅等級,并作出對 該雷達的干擾決策,將決策傳送到干擾控制器。干擾控 制器按照干擾決策制定干擾樣式和干擾參數(shù),并給載頻 移頻電路提供實時控制信號。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 載頻移頻電路根據(jù)實時控制信號完成對輸入射頻 信號的頻移調(diào)制,并將經(jīng)過頻移調(diào)制后的信號輸出給末 級功放,通過干擾天線B將大功率的干擾信號輻射到雷 達接收天線。載頻移頻電路的組

58、成和工作原理可參見 第8章。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 圖734 速度波門拖引干擾的干擾機組成 和拖引時序 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 2.假多普勒頻率干擾 假多普勒頻率干擾的基本原理是:根據(jù)接收到的雷 達信號,同時轉(zhuǎn)發(fā)與目標(biāo)回波多普勒頻率fd不同的若干 個干擾信號fdji|fdjifdni=1頻移,使雷達的速度跟蹤電路可 同時檢測到多個多普勒頻率fdjini=1(若干擾信號遠大于 目標(biāo)回波,由于AGC響應(yīng)大信號,將使雷達難以檢測fd), 并且造成其檢測跟蹤的錯誤。假多普勒頻率干擾的干 擾機組成如圖735所示,與速度波門拖引干擾時的主要 差別是需要有n路載頻移頻器同時工作

59、,以便同時產(chǎn)生多 路不同移頻值的干擾信號。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 圖735 多路假多普勒頻率干擾的干擾機組成 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 3.多普勒頻率閃爍干擾 多普勒頻率閃爍干擾的基本原理是在雷達速度跟 蹤電路的跟蹤帶寬f內(nèi),以T為周期,交替產(chǎn)生fdj1、fdj2兩 個不同頻移的干擾信號,造成雷達速度跟蹤波門在兩個 干擾頻率之間擺動,始終不能正確、穩(wěn)定地捕獲目標(biāo)速 度。由于速度跟蹤系統(tǒng)的響應(yīng)時間約為其跟蹤帶寬f 的倒數(shù),所以交替周期T選為 1 2 T f (7115) 多普勒頻率閃爍干擾的干擾機組成同速度波門拖 引干擾,其中由干擾控制電路送給載頻移頻器的調(diào)制信 號是

60、分時交替的。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 4.距離速度同步干擾 目標(biāo)的徑向速度vr是距離R對時間的導(dǎo)數(shù),也是多普 勒頻移的函數(shù): 2 d r Rf t (7116) 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 對于只有距離R或速度vr檢測、跟蹤能力的雷達,單 獨采用上述對其距離或速度跟蹤系統(tǒng)的欺騙干擾樣式 是可以奏效的。但是,對于具有距離速度兩維信息同 時檢測、跟蹤能力的雷達,只在其某一維信息進行欺騙 或者對其兩維信息欺騙的參數(shù)不一致時,就很可能被雷 達識別出假目標(biāo),從而達不到預(yù)定的干擾效果。 第第7 7章章 欺騙性干擾欺騙性干擾 距離速度同步干擾主要用于干擾具有距離速度 兩維信息同時檢測