对搜索警戒雷达的距离欺骗和航迹欺骗研究
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摘要
搜索警戒雷达的任务是在尽可能大的空域范围内,及早发现空中目标并概略测定其位置,密切监视领空的目标活动情况,并保证在敌机临近防区之前,有充分的时间做好迎击敌机的准备。作为国土防空系统的前沿哨兵,搜索警戒雷达的正常工作与否在一定程度上决定了一个国家是否能够掌握战争的主动权。因此如何有效的干扰对方的搜索警戒雷达使我军在战争中占据主动也成为我军十分关心的问题之一。
距离欺骗是目前应用比较广泛的一种有源干扰。它是通过把接收到的雷达信号存储、延迟、转发来实现的。目的是在雷达显示器上显示多个假目标,增加对方雷达的虚警率、或使其信息处理系统饱和,延缓发现真实目标的时间。航迹欺骗是对雷达同时实施距离欺骗和方位欺骗的一种复合干扰。这种欺骗干扰为假目标信号加入了角度信息和速度信息,能够更加逼真的模仿真实目标,因此不易被雷达系统剔出,具有更大的欺骗性。
本文首先对搜索警戒雷达的测距、测角原理进行了分析,给出了其战术性能参数,然后对距离欺骗和航迹欺骗实现的基础——射频存储器的工作原理进行了简单介绍并对其工作过程进行了仿真。详细阐述了距离假目标欺骗原理,给出了假目标欺骗的数学模型。在此基础上,结合方位欺骗干扰给出了航迹欺骗的干扰模型,并对其具体形成过程进行了仿真,并将这种方法推广到了对简单雷达组网系统的欺骗。最后对距离假目标欺骗和航迹欺骗的干扰效果进行了分析和仿真,验证了算法的有效性。仿真结果也表明,在允许产生的假目标数量最大范围内,假目标个数越多,对雷达构成的威胁也就越大。
The task of surveillance and warning radar is to discover the targets as soon as possible, and offer the general space coordinate for tracking radar. The radars should also promise that they make ready for the enemy’s attacking. The fact whether the surveillance and warning radar can work well determines that whether we can have the initiative of the war. Then the problem how to jam the radar effectively is becoming a view of our concern.
Rang deception is a commonly used active jamming technique. After the radar signal received by the jammer, it will be stored firstly, and will be delayed some time as needed before being transmitted again. The method can generate many false targets, which will increase the radar’s false alarm time, make its’data fusion system reach saturation point, or delay the time that the true target is found. The track deception is a kind of compound jamming technology that integrates rang false target deception and angle deception. Because more angle and velocity information is added, the jamming technique can work more effectively and it will pose a grave threat to surveillance and warning Radar.
Firstly, the methods of ranging and angling ,usually used in the surveillance and warning radar, are described in this paper, and the tactical properties is given. The conception of the DRFM is described also, and the process how it works is simulated simply. The theory of range deception is elaborated, and the mathematical model is built. Then, the track deception jamming is advanced on the base of rang deception and angle deception. The method can be also be used to deceive the net-working radar system. The process that how the tracks are generated is simulated. And the analysis of the jamming effect is given and simulated. To jam the netted radar system using this arithmetic, the system is jammed efficaciously. And the result also shows that the more targets generated in the range of maximum, the better effect achieved.
距离欺骗是目前应用比较广泛的一种有源干扰。它是通过把接收到的雷达信号存储、延迟、转发来实现的。目的是在雷达显示器上显示多个假目标,增加对方雷达的虚警率、或使其信息处理系统饱和,延缓发现真实目标的时间。航迹欺骗是对雷达同时实施距离欺骗和方位欺骗的一种复合干扰。这种欺骗干扰为假目标信号加入了角度信息和速度信息,能够更加逼真的模仿真实目标,因此不易被雷达系统剔出,具有更大的欺骗性。
本文首先对搜索警戒雷达的测距、测角原理进行了分析,给出了其战术性能参数,然后对距离欺骗和航迹欺骗实现的基础——射频存储器的工作原理进行了简单介绍并对其工作过程进行了仿真。详细阐述了距离假目标欺骗原理,给出了假目标欺骗的数学模型。在此基础上,结合方位欺骗干扰给出了航迹欺骗的干扰模型,并对其具体形成过程进行了仿真,并将这种方法推广到了对简单雷达组网系统的欺骗。最后对距离假目标欺骗和航迹欺骗的干扰效果进行了分析和仿真,验证了算法的有效性。仿真结果也表明,在允许产生的假目标数量最大范围内,假目标个数越多,对雷达构成的威胁也就越大。
The task of surveillance and warning radar is to discover the targets as soon as possible, and offer the general space coordinate for tracking radar. The radars should also promise that they make ready for the enemy’s attacking. The fact whether the surveillance and warning radar can work well determines that whether we can have the initiative of the war. Then the problem how to jam the radar effectively is becoming a view of our concern.
Rang deception is a commonly used active jamming technique. After the radar signal received by the jammer, it will be stored firstly, and will be delayed some time as needed before being transmitted again. The method can generate many false targets, which will increase the radar’s false alarm time, make its’data fusion system reach saturation point, or delay the time that the true target is found. The track deception is a kind of compound jamming technology that integrates rang false target deception and angle deception. Because more angle and velocity information is added, the jamming technique can work more effectively and it will pose a grave threat to surveillance and warning Radar.
Firstly, the methods of ranging and angling ,usually used in the surveillance and warning radar, are described in this paper, and the tactical properties is given. The conception of the DRFM is described also, and the process how it works is simulated simply. The theory of range deception is elaborated, and the mathematical model is built. Then, the track deception jamming is advanced on the base of rang deception and angle deception. The method can be also be used to deceive the net-working radar system. The process that how the tracks are generated is simulated. And the analysis of the jamming effect is given and simulated. To jam the netted radar system using this arithmetic, the system is jammed efficaciously. And the result also shows that the more targets generated in the range of maximum, the better effect achieved.
引文
[1] 林象平主编,雷达对抗原理 西安:西安电讯工程学院出版社,1985
[2] 张锡祥、刘永坚、王国宏.电子战技术与应用——雷达对抗篇[M].北京:电子工业出版社,2005
[3] 陈明辉 弹道导弹防御相控阵雷达欺骗干扰效果仿真与评估研究[D].长沙:国防科学技术大学,2003
[4] 赵国庆 雷达对抗原理.西安:西安电子科技大学出版社,1999:164
[5]刁鸣 雷达对抗技术.哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2005:2
[6] 贾玉贵.现代对空情报雷达[M].北京:国防工业出版社,2004:22-24,65-67
[7] 程少云.数字储频技术在雷达侦察机中的应用[J].舰船电子对抗,1995,1
[8] 丁鹭飞、耿富录. 雷达原理[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004:170-171
[9] 中航雷达与电子设备研究院,雷达系统.北京:国防工业出版社,2005:31
[10] 张明友、汪学刚.雷达系统.北京:电子工业出版社,2006:5
[11] 张洁.欠采样 DRFM 技术研究[D].西安:西安电子科技大学 P24-25
[12] 李靖、刘峥、张婷.基于 SIMULINK 的 LFM 脉冲压缩雷达信号处理及干扰仿真分析[J].雷达与对抗,2006,3:15-18
[13] 刘忠、张亮、王国玉.多比特数字射频存储器的 Simulink 建模与仿真[J].系统仿真学报,2006,18(2):762-765
[14] 张洁、赵国庆.正交 DRFM 的系统仿真及其信号频谱分析[J],电子对抗技术.2005,20(4):36-40
[15] 杨晓玲、王伟.多比特相位量化寄生信号谱分析[J].雷达与对抗,2003,3:50-54
[16] 周宇、张林让、田惠.基于 MatlabSimulink 的雷达系统仿真[J].计算机仿真,2004,21(11):235-238
[17] 谈江海.雷达干扰系统仿真研究[D].成都:电子科技大学,2005:25-52
[18] 张冰、李军、刘怀国.脉冲多普勒雷达干扰技术研究[J].华东船舶工业学院学报,2000,14(6):P23-27
[19] 竺小松、吴彪、朱立新.基于 Simulink 的动目标检测(MTD)建模与仿真[J].舰船电子工程,2006,26(3):157-161
[20] 李贺冰.Simulink 通信仿真教程[M].北京:国防工业出版社,2006
[21] 李坤、高梅国、李云杰.二维随机的多目标欺骗干扰原理及实现[D].北京:北京理工大学
[22] 杨晓东、江洪敏.雷达距离欺骗干扰技术与 SAW 延迟线[J]. 火控雷达技术,1997,26:31-35
[23] 闵庆义.有源假目标干扰及其抗干扰[J]. 航天电子对抗 1996.1
[24] 王跃鹏、黄冲.基于 DRFM 的雷达综合欺骗干扰[J].电子对抗,2005,104(5):1-5
[25] 周义建、张剑云、贺平.一种雷达干扰技术——灵巧噪声干扰[J].雷达与对抗,2002,1:12-16
[26] 文富忠.一种有效的雷达噪声干扰技术[J].电讯技术 2003,6:47-50
[27] 梁百川 .对相控阵雷达的旁瓣欺骗干扰[J].
[28] 陈宁.二维相关假目标形成技术[J].电子对抗技术,1997,2:1-4
[30] 孙龙祥、赵波、邱卫军等.一种具有航迹特征的雷达假目标产生技术[J]. 雷达科学与技术,2005,3(4):198-202
[29] 陈永光 李修和 沈阳.组网雷达作战能力分析与评估[M].北京:国防工业出版社 2006:352-354
[30] 孙龙祥、赵波、邱卫军等.一种具有航迹特征的雷达假目标产生技术[J]. 雷达科学与技术,2005,3(4):198-202
[31] 张锡祥.现代雷达对抗技术[M].北京:国防工业出版社,1998
[32] 郭冠斌、方青.雷达组网技术的现状与发展[J].雷达科学与技术,2005,3(4):193-198
[33] 方青.雷达组网数据融合处理中的点迹融合技术[J].现代电子,2002,4
[34] 唐斌兵.组网雷达系统中的数据融合[J].模糊系统与数学,2001,15(3): 105-110
[35] 李圣衍、胡东、周宏宇.雷达组网的干扰技术研究浅谈[J].测控技术,2006,32(11):1-3
[36] 鲁晓倩.组网雷达航迹干扰研究[D].成都:电子科技大学,2007
[37] 杨波.雷达组网的电子对抗 [D].成都:电子科技大学,2007
[38] 王超、袁乃昌、闫敦豹.多假目标干扰效果评估准则研究与仿真计算[J].航天电子对抗,2002(3):7-11
[39] 王国玉、汪连栋等.雷达电子战系统数学仿真与评估[M].北京:国防工业出版社,2004:368-373,366,384
[40]解凯、李昌锦等.多假目标干扰效果评估研究[J].现代雷达,2006,28(5):87-90
[41]Edward J C.Radar active countermeasures[M]. Artech House,1990
[42]解凯、孙云辉.多假目标干扰评估准则体系研究[J].战术导弹技术,2005,6:10-14
[43]关晓谦.用战术和技术指标评估搜索雷达压制干扰——抗干扰效果[D].长沙:国防科技大学,2002
[44] 陈永光、邵国培、张顺健.复合干扰对多级雷达系统的对抗效能研究[J].现代雷达,1999,21(4):1-6
[45]Schleher D C.Introduction to Electronic Warfare Norwood,MA:Artech House,1990
[46] 甘德云、孟令智、郭慧峰.基于 DRFM 的距离——多普勒假目标干扰效果简析[J].航天电子对抗,2005,1:25-27
[47] 王超、袁乃昌、闫敦豹.多假目标干扰效果评估准则研究与仿真计算[J].航天电子对抗
[48] 蒋勇、黄双华.搜索雷达抗干扰效果评估[J]. 舰船电子工程,2005,3:13-116
[49] 李相民、张安、张斌.压制性干扰对地面警戒雷达的效能影响分析[J].电光与控制, 2006,13(1):1-4
[50] 李修和、陈永光.假目标无人机系统的作战效能建模及模拟[J].电子对抗技术,2004,19(3):32-35
[2] 张锡祥、刘永坚、王国宏.电子战技术与应用——雷达对抗篇[M].北京:电子工业出版社,2005
[3] 陈明辉 弹道导弹防御相控阵雷达欺骗干扰效果仿真与评估研究[D].长沙:国防科学技术大学,2003
[4] 赵国庆 雷达对抗原理.西安:西安电子科技大学出版社,1999:164
[5]刁鸣 雷达对抗技术.哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2005:2
[6] 贾玉贵.现代对空情报雷达[M].北京:国防工业出版社,2004:22-24,65-67
[7] 程少云.数字储频技术在雷达侦察机中的应用[J].舰船电子对抗,1995,1
[8] 丁鹭飞、耿富录. 雷达原理[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004:170-171
[9] 中航雷达与电子设备研究院,雷达系统.北京:国防工业出版社,2005:31
[10] 张明友、汪学刚.雷达系统.北京:电子工业出版社,2006:5
[11] 张洁.欠采样 DRFM 技术研究[D].西安:西安电子科技大学 P24-25
[12] 李靖、刘峥、张婷.基于 SIMULINK 的 LFM 脉冲压缩雷达信号处理及干扰仿真分析[J].雷达与对抗,2006,3:15-18
[13] 刘忠、张亮、王国玉.多比特数字射频存储器的 Simulink 建模与仿真[J].系统仿真学报,2006,18(2):762-765
[14] 张洁、赵国庆.正交 DRFM 的系统仿真及其信号频谱分析[J],电子对抗技术.2005,20(4):36-40
[15] 杨晓玲、王伟.多比特相位量化寄生信号谱分析[J].雷达与对抗,2003,3:50-54
[16] 周宇、张林让、田惠.基于 MatlabSimulink 的雷达系统仿真[J].计算机仿真,2004,21(11):235-238
[17] 谈江海.雷达干扰系统仿真研究[D].成都:电子科技大学,2005:25-52
[18] 张冰、李军、刘怀国.脉冲多普勒雷达干扰技术研究[J].华东船舶工业学院学报,2000,14(6):P23-27
[19] 竺小松、吴彪、朱立新.基于 Simulink 的动目标检测(MTD)建模与仿真[J].舰船电子工程,2006,26(3):157-161
[20] 李贺冰.Simulink 通信仿真教程[M].北京:国防工业出版社,2006
[21] 李坤、高梅国、李云杰.二维随机的多目标欺骗干扰原理及实现[D].北京:北京理工大学
[22] 杨晓东、江洪敏.雷达距离欺骗干扰技术与 SAW 延迟线[J]. 火控雷达技术,1997,26:31-35
[23] 闵庆义.有源假目标干扰及其抗干扰[J]. 航天电子对抗 1996.1
[24] 王跃鹏、黄冲.基于 DRFM 的雷达综合欺骗干扰[J].电子对抗,2005,104(5):1-5
[25] 周义建、张剑云、贺平.一种雷达干扰技术——灵巧噪声干扰[J].雷达与对抗,2002,1:12-16
[26] 文富忠.一种有效的雷达噪声干扰技术[J].电讯技术 2003,6:47-50
[27] 梁百川 .对相控阵雷达的旁瓣欺骗干扰[J].
[28] 陈宁.二维相关假目标形成技术[J].电子对抗技术,1997,2:1-4
[30] 孙龙祥、赵波、邱卫军等.一种具有航迹特征的雷达假目标产生技术[J]. 雷达科学与技术,2005,3(4):198-202
[29] 陈永光 李修和 沈阳.组网雷达作战能力分析与评估[M].北京:国防工业出版社 2006:352-354
[30] 孙龙祥、赵波、邱卫军等.一种具有航迹特征的雷达假目标产生技术[J]. 雷达科学与技术,2005,3(4):198-202
[31] 张锡祥.现代雷达对抗技术[M].北京:国防工业出版社,1998
[32] 郭冠斌、方青.雷达组网技术的现状与发展[J].雷达科学与技术,2005,3(4):193-198
[33] 方青.雷达组网数据融合处理中的点迹融合技术[J].现代电子,2002,4
[34] 唐斌兵.组网雷达系统中的数据融合[J].模糊系统与数学,2001,15(3): 105-110
[35] 李圣衍、胡东、周宏宇.雷达组网的干扰技术研究浅谈[J].测控技术,2006,32(11):1-3
[36] 鲁晓倩.组网雷达航迹干扰研究[D].成都:电子科技大学,2007
[37] 杨波.雷达组网的电子对抗 [D].成都:电子科技大学,2007
[38] 王超、袁乃昌、闫敦豹.多假目标干扰效果评估准则研究与仿真计算[J].航天电子对抗,2002(3):7-11
[39] 王国玉、汪连栋等.雷达电子战系统数学仿真与评估[M].北京:国防工业出版社,2004:368-373,366,384
[40]解凯、李昌锦等.多假目标干扰效果评估研究[J].现代雷达,2006,28(5):87-90
[41]Edward J C.Radar active countermeasures[M]. Artech House,1990
[42]解凯、孙云辉.多假目标干扰评估准则体系研究[J].战术导弹技术,2005,6:10-14
[43]关晓谦.用战术和技术指标评估搜索雷达压制干扰——抗干扰效果[D].长沙:国防科技大学,2002
[44] 陈永光、邵国培、张顺健.复合干扰对多级雷达系统的对抗效能研究[J].现代雷达,1999,21(4):1-6
[45]Schleher D C.Introduction to Electronic Warfare Norwood,MA:Artech House,1990
[46] 甘德云、孟令智、郭慧峰.基于 DRFM 的距离——多普勒假目标干扰效果简析[J].航天电子对抗,2005,1:25-27
[47] 王超、袁乃昌、闫敦豹.多假目标干扰效果评估准则研究与仿真计算[J].航天电子对抗
[48] 蒋勇、黄双华.搜索雷达抗干扰效果评估[J]. 舰船电子工程,2005,3:13-116
[49] 李相民、张安、张斌.压制性干扰对地面警戒雷达的效能影响分析[J].电光与控制, 2006,13(1):1-4
[50] 李修和、陈永光.假目标无人机系统的作战效能建模及模拟[J].电子对抗技术,2004,19(3):32-35