壓制干擾模擬系統簡(jiǎn)介及其電路實(shí)現

　1. 引言

　　現代電子對抗領(lǐng)域競爭異常激烈，而現代戰爭又給現代武器系統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。雷達系統在面臨各種干擾的情況下，其雷達工作性能不再等效于無(wú)干擾條件下的工作性能。雷達干擾和抗干擾技術(shù)便在這種要求中不斷地向前發(fā)展，現代電子干擾可分為無(wú)源干擾和有源干擾；而有源干擾按設置分為自衛干擾；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(shí)，有測量誤差，但是仍能轉入跟蹤，當受干擾較大時(shí)，則導致測角、測距不穩而不能轉入跟蹤，甚至可能燒毀雷達中的高靈敏電路，使雷達難以短時(shí)間恢復工作。因此，在現代戰爭環(huán)境下，雷達面臨兩個(gè)突出的問(wèn)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(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵措施主要在于必須首先了解各種電子干擾的特性，同時(shí)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(shù)。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(shí)現。

　　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(shí)目標回波信號被干擾淹沒(méi)的一種有源干擾方式。它主要通過(guò)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(shuō)，由于壓制干擾信號具有與雷達接收機內部噪聲相似的特性，因而雷達接收機很難擺脫這種性質(zhì)的有源干擾。針對不同的要求，壓制干擾系統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(chēng)為全波段干擾方式，它常用來(lái)覆蓋雷達的整個(gè)調諧頻帶，它用來(lái)同時(shí)干擾所有處于這個(gè)頻段內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(shí)現在空間形成時(shí)斷時(shí)續的壓制干擾環(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(guò)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(gè)調諧頻帶內重復進(jìn)行點(diǎn)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(gè)雷達周期性地承擔最大可能的功率。事實(shí)證明，通過(guò)調整掃描頻率以保持雷達通帶內的干擾時(shí)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(lài)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(diǎn)噪聲干擾技術(shù)，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(shí)間內恢復工作。其工作方式見(jiàn)圖4.

　　圖4窄帶跟蹤干擾方式示意圖

　　3.壓制干擾的電路實(shí)現

　　本模擬系統設計了RS232串口程控與面板鍵盤(pán)操作兩種控制方式，所有操作結果通過(guò)系統面板上的顯示器顯示。為了保證信號相參，系統采用中頻和微波源分開(kāi)體制，通過(guò)中頻部分產(chǎn)生的中頻信號輸出，然后再經(jīng)過(guò)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。系統主要包括六大功能模塊，原理框圖見(jiàn)圖5。

　?。?）噪聲產(chǎn)生模塊。

　　該模塊主要利用數字技術(shù)進(jìn)行噪聲源調制，解決了以往用模擬方法實(shí)現的噪聲源帶寬窄、控制難等技術(shù)難題。而且更加有利于不同帶寬噪聲的程控實(shí)現。

　?。?）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(guò)變頻處理生成相應頻段的壓制干擾信號。

　?。?）分系統控制器。

　　分系統控制器選用Amtd高性能單片機A髑9C5l，鍵盤(pán)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(pán)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(pán)，為用戶(hù)提供功能切換、輸出通道切換及其干擾參數設置。這些參數主要包括噪聲的帶寬、閃爍頻率、掃描波頻率、衰減量等。

　?。?）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(shí)現該系統的遠程程控，通過(guò)RS232串口跟分系統控制模塊連接。

　　（6）接收模塊。

　　接收模塊作為壓制干擾模擬系統一個(gè)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(diǎn)，但是隨著(zhù)鑒頻精度的提高，系統的反應時(shí)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(shù)指標

　?。?）閃爍重復頻率：1Hz一30№，連續可調。

　?。?）掃描重復頻率：1KI-lz~201W-lz，連續可調。

　?。?）射頻輸出功率：30dBm（可由具體要求決定）。

　?。?）射頻輸出功率衰減：30dB，步進(jìn)ldB.

　?。?）掃頻波調制方式：鋸齒波、正弦波、三角波等。

　　5.結束語(yǔ)

　　隨著(zhù)干擾技術(shù)的不斷發(fā)展，電磁領(lǐng)域的斗爭會(huì )越來(lái)越激烈。雷達在突破傳統體制的同時(shí)，在不斷追求理論和技術(shù)上的新的進(jìn)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)現和跟蹤目標。因此提高雷達的抗干擾能力一直是一個(gè)突出問(wèn)題，然而這一切又離不開(kāi)雷達在研制階段重視抗干擾措施的改進(jìn)。并且在對付有源壓制干擾的同時(shí)，要加強雷達抗欺騙干擾措施的研究。本模擬系統作為干擾方式之一的壓制干擾已經(jīng)在雷達聯(lián)調等領(lǐng)域得到廣泛應用。