压制干扰的原理及其电路实现

admin

1. 引言
现代电子对抗领域竞争异常激烈，而现代战争又给现代武器系统中的雷达提出了新的要求。那就是雷达必须要面临复杂的电磁环境。雷达系统在面临各种干扰的情况下，其雷达工作性能不再等效于无干扰条件下的工作性能。雷达干扰和抗干扰技术便在这种要求中不断地向前发展，现代电子干扰可分为无源干扰和有源干扰；而有源干扰按设置分为自卫干扰；随队干扰和远距支援干扰；按其干扰方式又可以分为压制干扰和欺骗干扰等。雷达系统受干扰以后，其可能受到不同程度的影响，雷达在受干扰较小时，有测量误差，但是仍能转入跟踪，当受干扰较大时，则导致测角、测距不稳而不能转入跟踪，甚至可能烧毁雷达中的高灵敏电路，使雷达难以短时间恢复工作。因此，在现代战争环境下，雷达面临两个突出的问题：一是在硬打击条件下提高雷达的生存能力；二是提高雷达的抗干扰能力。解决这两个问题的关键措施主要在于必须首先了解各种电子干扰的特性，同时在雷达研制阶段人为地引入模拟干扰背景及研究雷达对抗技术。因此本文正是基于这种考虑论述了作为干扰方式之一的压制干扰的原理、工作方式及其电路实现。
2.压制干扰的原理
压制干扰是在敌方雷达中注入干扰信号以使真实目标回波信号被干扰淹没的一种有源干扰方式。它主要通过在雷达的调谐频带上产生宽带或窄带的有源噪声信号，在空间辐射形成压制干扰环境，人为地把噪声传给雷达的接收机，增大其输入端的噪声水平，降低其信噪比，从而干扰雷达正常工作。从原理上说，由于压制干扰信号具有与雷达接收机内部噪声相似的特性，因而雷达接收机很难摆脱这种性质的有源干扰。针对不同的要求，压制干扰系统可以提供多种不同的干扰方式，在这里我们主要介绍两种工作方式：宽带干扰方式和窄带跟踪干扰方式。
2.1宽带干扰方式
宽带干扰方式又称为全波段干扰方式，它常用来覆盖雷达的整个调谐频带，它用来同时干扰所有处于这个频段内的雷达或干扰使用频率捷变或高分辨波形的雷达。它又可以分为三种工作方式：宽带噪声干扰、噪声闪烁于扰和扫频干扰。
2.1.1宽带噪声干扰方式
宽带噪声干扰方式主要采用发射不间断的大功率噪声信号，在空间形成压制干扰环境，从而提高对方雷达接收机的噪声水平。但是由于功率的分散将大大减小干扰功率谱密度，从而大大缩短了有效干扰距离。宽带干扰方式如图1所示。

图1宽带噪声干扰方式示意图
2.1.2闪烁干扰方式
闪烁干扰方式主要实现在空间形成时断时续的压制干扰环境。该工作方式不仅降低了干扰机本身的功率消耗，而且通过间断的大功率噪声发射，干扰雷达正常工作。其工作方式如图2所示，图中旬为噪声的中心频率。

图2闪烁干抗方式示意图
2.1.3扫频干扰方式
扫频干扰方式主要在雷达的整个调谐频带内重复进行点干扰，虽然此方式不能比宽带噪声干扰给出更多的平均功率，但是扫频干扰使每个雷达周期性地承担最大可能的功率。事实证明，通过调整扫描频率以保持雷达通带内的干扰时间约等于雷达发射脉冲宽度，扫频干扰方式在产生假目标方面是最有效的。并且对于扫描雷达，扫频干扰可产生足够可信赖的假目标。其工作方式如图3所示。

图3扫频干扰方式示意图
2.2窄带跟踪干扰方式
窄带跟踪干扰方式是~种点噪声干扰技术，它主要使干扰机辐射的窄带噪声信号带宽刚好宽到能有效地干扰雷达的工作频段，获得最大的干扰功率谱密度。该工作方式更容易烧毁雷达中的高灵敏电路，使对方雷达难以短时间内恢复工作。其工作方式见图4.

图4窄带跟踪干扰方式示意图
3.压制干扰的电路实现
本模拟系统设计了RS232串口程控与面板键盘操作两种控制方式，所有操作结果通过系统面板上的显示器显示。为了保证信号相参，系统采用中频和微波源分开体制，通过中频部分产生的中频信号输出，然后再经过变频处理调制到特定频段，再经射频处理模块得到相应的压制噪声信号。系统主要包括六大功能模块，原理框图见图5。

（1）噪声产生模块。
该模块主要利用数字技术进行噪声源调制，解决了以往用模拟方法实现的噪声源带宽窄、控制难等技术难题。而且更加有利于不同带宽噪声的程控实现。
（2）噪声提取及变频模块。
针对不同雷达的工作频段，噪声提取及变频模块主要完成白噪声的分段提取，然后再经过变频处理生成相应频段的压制干扰信号。
（3）分系统控制器。
分系统控制器选用Amtd高性能单片机A髑9C5l,键盘和显示器控制采用Imel公司生产的通用可编程I/0接口器件82"/9.由于它本身可提供扫描信号，因而可代替微处理器完成键盘和显示器的控制，从而减轻了主机的负担。电路中采用了4×6矩阵键盘，为用户提供功能切换、输出通道切换及其干扰参数设置。这些参数主要包括噪声的带宽、闪烁频率、扫描波频率、衰减量等。
（4）射频处理模块。
射频处理模块主要完成功分、射频放大、衰减等功能。
（5）计算机远程控制模块。
计算机控制模块主要实现该系统的远程程控，通过RS232串口跟分系统控制模块连接。
（6）接收模块。
接收模块作为压制干扰模拟系统一个重要的部分，在窄带跟踪干扰方式中尤为重要。接收模块设计的好坏将直接影响窄带跟踪干扰的性能，本模块中由于采用了数字式鉴频电路，从而克服了鉴频精度低、鉴频带宽窄以及不易于程控等缺点，但是随着鉴频精度的提高，系统的反应时间相对滞后。所以高精度、高反应速度的鉴频电路正在迸一步的研究之中。
4.达到的技术指标
（1）闪烁重复频率：1Hz一30№，连续可调。
（2）扫描重复频率：1KI-lz~201W-lz,连续可调。
（3）射频输出功率：30dBm（可由具体要求决定）。
（4）射频输出功率衰减：30dB,步进ldB.
（5）扫频波调制方式：锯齿波、正弦波、三角波等。
5.结束语
随着干扰技术的不断发展，电磁领域的斗争会越来越激烈。雷达在突破传统体制的同时，在不断追求理论和技术上的新的进步，而这一切的努力都是为了雷达能在电磁斗争中取得优势，即在电子干扰的情况下尽可能地使雷达发现和跟踪目标。因此提高雷达的抗干扰能力一直是一个突出问题，然而这一切又离不开雷达在研制阶段重视抗干扰措施的改进。并且在对付有源压制干扰的同时，要加强雷达抗欺骗干扰措施的研究。本模拟系统作为干扰方式之一的压制干扰已经在雷达联调等领域得到广泛应用。