间歇采样转发干扰压制效果分析

电子信息对抗技术　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｗａｒｆａｒｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　４７　

中图分类号：ＴＮ９７２．１　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７４—２２３０（２０１４）０２—００４７—０４　

间歇采样转发干扰压制效果分析　

韩文彬，李晓燕，郭金良，张　阳　

（中国洛阳电子装备试验中心，洛阳４７１００３）　

摘要：分析了间歇采样转发干扰原理及其不同形式，由于间歇采样转发干扰机理不同于传统的　噪声压制干扰，提出了一种基于恒虚警检测的间歇采样转发干扰压制效果分析方法，并利用仿　

真实验进行了验证。实验表明，该方法能够正确分析间歇采样干扰压制效果。　关键词：恒虚警率；检测；间歇采样转发干扰；压制效果　

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－２２３０．２０１４．０２．０１２　

Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｊａｍｍｉｎｇ　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｄ－Ｓａｍｐｌｉｎｇ　Ｒｅｐｅａｔｅｒ　

ＨＡＮ　Ｗｅｎ－ｂｉｎ，ＬＩ　Ｘｉａｏ—ｙａｎ，ＧＵＯ　Ｊｉｎ－ｌｉａｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｙａｎｇ　

（ＬＥＥＴＣ，Ｌｕｏｙａｎｇ　４７１００３，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｄ—ｓａｍｐｌｉｎｇ　ｒｅｐｅａｔｅｒ　ｊａｍｍｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ　ｉｓ　ｄｉｆｉｃｕｌｔ，ａｓ　ｔｈｅ　ｊａｍ—　

ｍｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｉｓ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｎｏｉｓｅ　ｊａｍｍｉｎｇ．Ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｔｈｅｏｒｙ　ｏｆ　ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｄ　

—ｓａｍｐｌｉｎｇ　ｒｅｐｅａｔｅｒ　ｊａｍｍｉｎｇ　ｉｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ，ａ　ｍｅｔｈｏｄ　ｔｏ　ａｎａｌｙｚｅ　ｔｈｅ　ｂｌａｎｋｅｔ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｄ－　

ｓａｍｐｌｉｎｇ　ｒｅｐｅａｔｅｒ　ｊａｍｍｉｎｇ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＣＦＡＲ　ｉｓ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ　ａｎｄ　ｖａｌｉｄａｔｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｅｘｐｅｒｉ—　

ｍｅｎｔ．Ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｉｎｄｉｃａｔｅｓ　ｔｈｅ　ｂｌａｎｋｅｔ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｄ—ｓａｍｐｌｉｎｇ　ｒｅｐｅａｔｅｒ　ｊａｍｍｉｎｇ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｃｏｒｒｅｃｔｌｙ　ｗｉｔｈ　ｔｈｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｍｅｔｈｏｄ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＣＦＡＲ；ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｅｄ—ｓａｍｐｌｉｎｇ　ｒｅｐｅａｔｅｒ　ｊａｍｍｉｎｇ；ｂｌａｎｋｅｔ　ｅｆｆｅｃｔ　

１　引言　

现代雷达普遍采用脉冲压缩信号，具有大时　宽一带宽积的特点，能够获得很大的信号处理增　

益，成为雷达干扰技术面临的新挑战。为了更有　

效地对抗脉冲压缩的优势，雷达对抗设备就必须　增加干扰功率或采用相干干扰手段。间歇采样转　发干扰作为一种新型相干干扰样式，正得到越来　

越多的应用。文献［１］率先提出了间歇采样转发　

干扰方式并分析了其数学原理；文献［２—３］对间　歇采样转发干扰信号特征进行了深入分析；文献　

［４－５］分别给出了间歇采样转发干扰的系统实现　

思路和方法；文献［５—７］提出了间歇采样转发干　

扰的不同变化样式，包括重复转发、移频转发、卷　积调制等。　从公开文献来看，关于间歇采样转发干扰的　

研究主要集中于不同类型间歇采样转发干扰信号　的滤波后特征分析及干扰系统实现，尚缺少对雷　

达压制干扰效果的定量分析方法。本文首先介绍　

了间歇采样转发干扰原理，然后基于线性调频雷　达恒虚警率（ＣＦＡＲ）检测过程提出了一种间歇采　

样转发干扰压制效果分析方法，最后结合仿真实　验完成了具体实例的定量分析和结果验证。　

２　间歇采样转发干扰原理　

间歇采样转发干扰基本原理是，对侦收到的　雷达信号进行短时间片的采样，之后快速转发，然　

收稿日期：２０１３—０９—１７；修回日期：２０１３—１１—１３　作者简介：韩文彬（１９８４一），男，汉族，河南温县，硕士，工程师，研究方向为雷达电子战仿真、试验与评估技术。

　４８　，　投稿邮箱Ｉｄ　．　。　间歇采样转发干扰压制效果分析　”　’～一“　………“　

后继续采样、转发，从而形成对雷达脉冲间歇采样　转发的效果。其优点是干扰转发延迟小，且干扰　

信号能够获得雷达信号处理增益。下面介绍问歇　采样转发干扰原理¨Ｊ。　

若干扰设备对雷达信号的侦察采样周期为　

，采样时长为．ｒ　，则采样脉冲串信号可以表示　为：　

ｐ　（ｆ）＝　（÷）　∑８（ｔ一凡　）　（１）　

式中，ｒｅｃｔ（・）为矩形函数，６（・）为冲激函数。　

其傅里叶变换为：　

Ｐｓ（　＝　Ⅱ（　）６（　一　）（２）　

式中，５ｎ（・）为辛格函数。　

若雷达信号为　（ｔ），频谱为Ｘ（ｆ），则对雷达　

信号进行侦察采样，可以得到：　

（　）＝Ｐ　（ｔ）・　（ｔ）　（３）　考虑干扰转发延时　，则转发干扰信号为：　

，（　）＝　（　一Ｔｊｏｆ。　）　（４）　其傅里叶变换为：　（　＝Ｐ　（　：ｌ＝　（　・ｅ－ｊ＂２￣ｒｆＴｄｅ　＝　

∑　（Ｉ厂一　）・ｅ寸　（５）　

其中，　＝≯・Ｓａ（　），而转发延时带来了频谱　

的同定相移。　

由式（５）可知，间歇采样转发干扰信号物理　

本质是将雷达信号频谱与采样脉冲串频谱卷积，　

而采样脉冲串频谱为辛格函数的离散谱线，因此　

干扰信号将雷达信号频谱搬移到辛格函数每条离　

散谱线位置，且幅度受辛格函数调制，其形式上等　

价于幅度为。　、延时为　、频率偏移为：　＝　』　的一簇“假目标信号”叠加。下文将这些类似假　

目标的信号滤波输出结果称为“滤波峰值”。　

根据线性调频信号匹配滤波理论，多普勒频　

率为　＝　的信号匹配滤波特性，主要包括峰值　』　时移　、主瓣宽度ｒ　、峰值幅度Ｙ　等。　

＝一　＝一参‘　（６）　

１　…　ｎ　一　㈩　

考虑到干扰信号延时　，则间歇采样转发　

干扰产生的滤波峰值时间为：　

Ａｔｎ　一参’　１＂ｒ　（９）　

其中，以干扰机回波为０时刻。　

考虑到权重ａ　，则间歇采样转发干扰产生的　

滤波峰值幅度为：　

ｙ　＝（卜　）～Ｐ　Ｓａ（ｎ　）（１０）　

其中，Ｐ＝　称为“采样占空比”。　

间歇采样转发干扰是比较灵活的，对其基本　

形式稍加调整，即得到更加复杂的干扰样式。一　种比较实用的形式是问歇采样重复转发干扰　Ｊ，　

其思想是在每个采样周期内，将采样信号进行多　

次转发，本质上等价于基本形式的多次延迟叠加，　

效果上可以形成幅度起伏平缓、分布更加密集、覆　

盖范围更大的类噪声信号。　

若相邻两次转发问隔为△　，每个周期转发次　

数为　，则间歇采样重复转发干扰可表示为　

ｒ　“　（　）＝∑ｘｊ（ｔ—ｍ・ＡＴ）　（１１）　

（　＝∑　（　・ｅ　（１２）　

通过合理设置重复转发参数，使得滤波峰值　

不发生混叠　，可以得到更好的干扰效果。　

３　间歇采样转发干扰压制效果　

在雷达ＣＦＡＲ检测时，间歇采样转发干扰信　

号滤波峰值进入真目标检测的ＣＦＡＲ参考单元，　

能够抬高检测电平，从而压制目标检测。因此，间　

歇采样转发干扰效果是与雷达参数和干扰参数相　

关联的。　以干扰机位置为０，干扰信号滤波峰值的相　

ｒ．＾ｔ　对距离可以由式（９）计算得到，即Ｒ　＝＝一＿—　（ｃ　二　为光速），设掩护目标的相对距离为尺　，则可以得　

到所有滤波峰值的距离分布情况；若雷达接收的　

干扰信号与目标信号功率比（简称干信比）为Ｋ　，

　电子信息对抗技术・第２９卷　２０１４年３月第２期　韩文彬，李晓燕，郭金良，张阳　间歇采样转发干扰压制效果分析　４９　

则掩护目标回波的归一化幅度为　／１／Ｋ　，干扰信　

号滤波峰值幅度由式（１０）计算得到，从而可以绘　

制雷达滤波输出的信号峰值分布图（如图１所　

示），其横轴为相对距离，纵轴为峰值幅度。图１　

中，取　＝２．２　ｓ，　＝６４　ｓ，Ｂ　＝１０ＭＨｚ，ｔｒ　＝　

２１．ｚｓ，　＝１０１ａｓ，每个采样重复转发３次，转发问隔　为ＡＴ＝２．２　ｓ。　

图１信号峰值分布图　

单元平均ＣＦＡＲ检测时，将检测单元前后共　

Ⅳ　个单元作为参考单元，将所有参考单元内的信　

号幅度平均值作为背景参考电平ｚ，然后乘以特　

定常数　（标称化因子）得到检测门限Ｄ＝Ｔ・Ｚ。　

当检测单元幅度超过检测门限Ｄ时，认为有目　标；反之，认为无目标。　

对于平方率检波器，标称化因子为　Ｔ＝Ｎ　（ｐ，－　１／Ｎ￣一１）　（１３）　

对于线性检波器，标称化因子近似为　］　

＝１．１３　（１４）　该式在Ⅳ　＞４时都适用。　

通常ＣＦＡＲ参考单元大小近似为雷达距离分　

１　＾，Ｉ　Ｙ　辨单元　，因而参考窗口见』曼　ｒ，其中心为检测　

单元。　

基于以上分析，可以计算掩护不同相对距离　

的目标所需的最小干信比，其具体步骤为：　

１）根据雷达参数和干扰参数绘制信号峰值　分布图；　

２）以掩护目标回波位置为检测单元，确定落　

人参考单元中的滤波峰值集合ｎ，计算参考电平：　

Ｚ　（卜盎）一Ｐ　５。（ｎｗｐ）（１５）　

式（１５）忽略了滤波峰值副瓣的影响，容易导　

致参考电平偏低。作为修正，进一步考虑第一副瓣　的影响。由于第一副瓣与主瓣距离很近，因此大多　

能够进人参考单元，若第一副瓣电平近似为１３ｄＢ，　

则每个峰值对应的双边第一副瓣幅度之和近似为　

０．４５，从而得到修正后的参考电平为Ｚ　１．４５Ｚ。　

３）计算检测门限Ｄ＝　・Ｚ　，若检测单元大于　

检测门限，则检测通过；否则检测不通过。　

４）不断调整掩护目标相对距离和干信比，重　

复以上过程，计算得到掩护距离段内不同相对距　

离对应的最小干信比。　

：　＾　

。　

ｕＬ　——＿Ｊ【＝ｆ＿　

图２掩护距离段最小干信比图　

作为实例，对图１信号进行压制效果分析，得　到如图２所示的压制效果图。由图２可见，在掩　

护目标延后干扰机距离大致为２５０ｍ～ｌＯ００ｍ时，　

最小干信比要求达到最低（７～１０ｄＢ）；在自卫干　扰时，掩护目标与干扰机重合，最小干信比要求不　

小于１６ｄＢ；随着掩护目标与干扰机距离逐渐增　

大，最小干信比要求也迅速提高。　

４仿真实验　

为了验证以上分析方法的有效性，利用信号　

仿真手段进行仿真实验。　

１）仿真参数　

＝２．２１＊ｓ，　＝６４ｔｘｓ，Ｂ　：１０ＭＨｚ，ｒ　＝２　ｓ，　

＝１０１ａｓ，每个采样重复转发３次，转发问隔为　

ＡＴ＝２．２ｔｘｓ，掩护目标与干扰机距离尺　在　

一１５００ｍ～３０００ｍ范围内变化。　

２）仿真算法　

雷达基带脉冲信号为：　

）：Ｒｅｃｔ　・ｅｘｐ（ｊｗｂａ　）　（１６）　

Ｒ　式中，／ｚ＝　ｕ　ｒ为调频斜率。　１　

设定干扰机回波到达时刻为０，则掩护目标