低截获概率雷达复合信号设计技术

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1、郑州大学学报（理学版）JOURNALOFZHENGZHOUUNIVERSITY低截获概率雷达复合信号设计技术姬长华I,刘晓娟S张军杰I,路静'（1.信息产业部电子第27研究所郑州450000；2.郑州大学信息工程学院郑州450052）摘萎：根据低載获概率（LowProbabilityofIntercept）雷达信号应有的特点•从分析信号的相关函数和模糊函数人手，匍述了具有伪随机码相位调制和伪随机开关脉冲澗制的复合信号设计与综合的原理•给出了这种信号可能的形式及每-种类型信号的可能应用场合.关键词：低截获概率（LPI）;雷达；相关函数’模

2、糊函数；复合信号中圈分类号1TN957.51文章编号：1671-6841（2002）03-0053-040引言随着电子侦察技术的发展，雷达在电子对抗环境中面临着越来越严峻的生存威胁•低截获概率（LFI〉雷达正是为了提高战场生存能力而发展起来的.低截获概率雷达从反侦察和抗反辐射导弹跟踪的要求出发，希望它所采用的信号不易被敌方的侦察接收机和反辐射导弹的侦察跟琮设备截获.满足低截获概率特性的雷达信号波形•一般应该具有下面几个特征：大占空比、大时宽带宽、多元码（或多值码〉、多相码、不规则脉冲重复频率和脉间（或脉组间）码形捷变.大占空比使得雷达可

3、以采用低功率发射机•各种随机调制方法对载波进行了频谱扩展•因此•上述6个特征保证了雷达辐射载波的功率谱最小•使得侦察设备不容易侦察到其信号功率和信号特征•雷达接收机采用匹配滤波器设计，使雷达可以得到最大的处理增益•而电子侦察设备因为无法积累这种信号而不能截获【门・这里，把具有上述几个特征的信号称为“复合信号"•在编码相位调制脉冲多卜勒雷达中•复合信号可以通过伪随机相位调制和伪随机开关脉冲调制获得.低截获概率波形设计是实现雷达低截获的主要技术措施之-.配合其它技术•如：功率控制、宽带频率捷变、载波频段选择、低旁瓣天线等•可实现雷达的低截获

4、性能（包括对主瓣和副瓣的低截获）.1具有复合信号的雷达工作原理在单一天线工作方式下，使用复合信号的雷达原理框图见图1.图1具有复合信号的雷达原理框图收積日期：2001—12—20作老简介：姬长华（1967—〉，男，工程师•硬上，主要从事雷达信号处理研究.图中，sa）为信号产生器输岀的伪随机信号序列以（门为信号产生器输出的延时信号序列；4（门为发射机开关序列口2（门为接收机开关序列・5（/）是信号产生器产生的伪随机序列•用于对载波频率的相位调制口

5、（f）“2（f）分别为发射机、接收机脉冲调制序列.天线辐射出去的信号序列为门和X2U）可能是

6、周期的，也可能是非周期伪随机的•当X.G）为周期序列，$（£）为巴克码或其它具有优良自相关特性的码序列时，便构成了经典的编码相位调制脉冲多卜勒雷达信号，当两者均为伪随机序列时,$（/）◎（门便构成了具有低截获特性的复合信号形式.接收机输入端带有时延的目标反射回波信号$0—04"—r）（r为目标反射时延），由于是单一天线工作方式（接收时不发射，发射时不接收），因此，进入接收机的信号要经过一开关信号工2（。调制后才进行低噪声放大•经工2（门调制后的信号为$0—r）x.U一r）x2（O,对该信号进行匹配或失配滤波和多卜勒滤波后，再进行目标检测

7、.天线辐射信号序列为s（£）和（刀，它是经过复杂调制一伪随机相位调制和发射机开关脉冲调制后得到的复合信号•具有复杂调制的雷达信号在一定程度上满足了低截获信号设计要求，而且，信号设计与综合、信道设计、工程实现都较为容易.2复合信号的设计与综合•下面讨论在单一天线雷达中，复合信号的综合与设计原理.雷达信号的波形设计与综合，应从系统总体技术指标岀发，兼顾测速测距性能和分辨力的要求、距离一多卜勒清晰区及其他检测性能的要求进行设计•波形设计还要考虑压缩比、旁瓣电平（峰值旁瓣、积累旁瓣）和处理损耗等因素.设计出的信号要保证在强干扰背景T,能单值测量

8、目标的距离和速度•无模糊单值测量目标的距离和速度参数，在远距离和大多卜勒频率范围内同时实现是不可能的•只有通过改变天线主瓣在目标照射时间内的脉冲重复频率，进而改变距离和多卜勒清晰区的位置•才能实现目标参数的单值测量.信号波形设计还要考虑干扰的特点，因为信号设计与综合的重要任务之一就是抑制无源干扰•信号处理对干扰的抑制程度取决于信号的结构以及与信号相对应的处理算法的结构.雷达信号波形设计一般从分析信号的模糊函数入手•雷达信号模糊函数的数学表达式为X(r,^)=fw(Z)•«*(/-!-r)•e,2M*dzJ—OQ・UQf—0)・8这里给岀

9、的是模糊度图与目标图相匹配的正型模糊函数.模糊函数（模糊度图）的形状大体分3种:图钉形、刀刃形、板钉形，分别对应伪随机相位调制、线性调频、相干脉冲串等多种不同的信号形式•另外的信号模糊函数也基本上归类于这3