文/傅文軍 李明

1 引言

采用相控陣天線的雷達(dá)稱為相控陣?yán)走_(dá)，相控陣天線具有波束指向、波束形狀快速變化的能力，易于形成多個(gè)波束，可在空間實(shí)現(xiàn)信號(hào)功率合成。由于相控陣?yán)走_(dá)采用二維相掃的陣列天線，使得天線具有波束窄、旁瓣低的特點(diǎn)，雷達(dá)輻射信號(hào)集中在主瓣區(qū)內(nèi)，旁瓣方向上的輻射和接收少，波束窄的特點(diǎn)使雷達(dá)天線獲得較高的增益，干擾的條件下，接收機(jī)信噪比與雷達(dá)天線的主瓣增益成正比。因此，就使遠(yuǎn)距離壓制性干擾的效能集中在較窄的主瓣波束內(nèi)，大大降低了壓制性干擾的效能。

提出了一種基于地面雜波擴(kuò)展的自衛(wèi)式欺騙干擾方法，該方法采用數(shù)字射頻存儲(chǔ)（DRFM）體制，以欺騙式干擾的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)地面雜波的擴(kuò)展，同時(shí)能夠根據(jù)被保護(hù)目標(biāo)的速度以及距離大小來控陣干擾的范圍。該干擾方法不需要向傳統(tǒng)的方法那樣干擾整個(gè)雷達(dá)的多普勒檢測(cè)區(qū)。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性。

2 機(jī)載雷達(dá)信號(hào)模型與STAP干擾處理

假設(shè)雷達(dá)天線為均勻線陣結(jié)構(gòu)（也可以是面陣經(jīng)微波合成的等效線陣結(jié)構(gòu)），陣元數(shù)目為N，對(duì)于第l個(gè)距離門，在一個(gè)相干處理間隔(CPI)內(nèi)的脈沖數(shù)目為K，接收到的空時(shí)數(shù)據(jù)X為一N×K維的數(shù)據(jù)矩陣，所謂空時(shí)處理，就是對(duì)N×K維的矩陣X進(jìn)行加權(quán)求和，形成一標(biāo)量數(shù)據(jù)輸出。

本文考慮的方法主要是針對(duì)SATP的主瓣進(jìn)行干擾，采用DRFM模式，假設(shè)干擾的單個(gè)目標(biāo)對(duì)STAP處理干擾的信號(hào)模型被機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)接收的可以表示為：

構(gòu)造的目標(biāo)的多普頻率可以表示為：

可以看出，干擾的目標(biāo)多普勒對(duì)拼為基于正弦調(diào)制的一個(gè)多目標(biāo)多普勒頻率集合，γ為正弦調(diào)制的角速度，通常由根據(jù)需要干擾的目標(biāo)效果來決定。該方法的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在：

（1）干擾效率高于壓制式干擾，所發(fā)射的信號(hào)能夠在以相參的形式被機(jī)載雷達(dá)距離維脈沖壓縮所積累，避免了干擾噪聲需要的高信噪比。

（2）與一般的轉(zhuǎn)發(fā)式干擾同為欺騙式干擾，但不向一般的轉(zhuǎn)發(fā)式干擾采用噪聲調(diào)制，需要干擾整個(gè)多普勒檢測(cè)帶，干擾代價(jià)大。

（3）地雜波擴(kuò)展干擾采用相參方式，能夠同時(shí)干擾機(jī)載相控雷達(dá)的動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)（MTD）功能。

3 仿真結(jié)果

為了驗(yàn)證所提機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)干擾方法性能，仿真了典型的機(jī)載正側(cè)視相控陣陣?yán)走_(dá)，它們具有不同的天線陣面夾角與載機(jī)高度。對(duì)于正側(cè)視陣面機(jī)載雷達(dá)而言，靜止地面對(duì)應(yīng)的地雜波存在嚴(yán)重的距離擴(kuò)展，存在5個(gè)地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，通常采用STAP處理后能夠較強(qiáng)的抑制地面雜波，通常由于全維的空時(shí)自適應(yīng)處理計(jì)算量十分巨大，一般采用降維的STAP來進(jìn)行處理，這里采用典型的3-CAP方法進(jìn)行雜波抑制。經(jīng)過STAP處理之后的距離多普勒?qǐng)D像見圖1。

從圖1中可以看出，經(jīng)過3CAP處理后能夠有效的檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，同時(shí)也可以有效的對(duì)擴(kuò)展的地面雜波進(jìn)行抑制。通常的對(duì)機(jī)載相控陣?yán)走_(dá)干擾主要采用壓制的方式，如果需要對(duì)整個(gè)距離多普勒域進(jìn)行壓制功率代價(jià)較高，另外由于機(jī)載雷達(dá)在進(jìn)行距離脈沖壓縮時(shí)一般都以20-30dB的增益。采用數(shù)字儲(chǔ)頻DRFM技術(shù)能夠有效的減少干擾功率，采用本文的干擾方法后的干擾效果如下所示。

從圖2中可以看出，經(jīng)過干擾后經(jīng)過STAP處理后已經(jīng)不能有效的實(shí)現(xiàn)地面運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)，圖2為式（10）中采用不同的正弦調(diào)制角速度獲得的干擾效果。該方法在距離上采用的DRFM技術(shù)，因而具有全相參干擾功率小的優(yōu)點(diǎn)，另外在多普勒域能夠?qū)崿F(xiàn)擴(kuò)展，從而達(dá)到對(duì)雷達(dá)地面慢速目標(biāo)檢測(cè)性能有效干擾的效果。

4 結(jié)論

圖1：3CAP雜波抑制后的目標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

圖2：干擾效果圖

針對(duì)敵方相控陣?yán)走_(dá)的威脅，提出了一種基于地面雜波擴(kuò)展的自衛(wèi)式欺騙干擾方法，該方法采用數(shù)字射頻存儲(chǔ)（DRFM）體制，以欺騙式干擾的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)地面雜波的擴(kuò)展，同時(shí)能夠根據(jù)被保護(hù)目標(biāo)的速度以及距離大小來控陣干擾的范圍。該干擾方法不需要向傳統(tǒng)的方法那樣干擾整個(gè)雷達(dá)的多普勒檢測(cè)區(qū)。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性。