PD雷达干扰环境模拟研究
摘要
干扰环境模拟系统为雷达设备的抗干扰性能检测和评估提供了半实物仿真环境，它可以模拟雷达目标回波、欺骗性干扰、噪声压制性干扰、地海杂波与箔条干扰等复杂电磁波环境，本文首先讨论了脉冲多普勒雷达(PD雷达)干扰环境模拟系统的构成。
然后，分析了PD雷达的信号和杂波特征，研究了针对PD雷达的各种干扰技术，为研制PD雷达干扰环境模拟系统奠定必要的理论基础。
接着，研究了用于产生具有特定幅度和功率谱密度的杂波模拟方法。并根据PD雷达地海杂波功率谱计算的实时性要求，提出了一种基于闭合解的简捷的机载PD雷达杂波仿真算法。利用MATLAB，对各种分布的杂波和PD雷达杂波进行了仿真，给出了具体的仿真结果。
最后，为了可以方便地对移相器进行控制，产生速度欺骗干扰和噪声干扰，并在计算机程序界面中灵活地设置控制参数，本文设计了基于PCI总线的PD雷达干扰信号控制电路，实现了人机通信，并对速度欺骗干扰的频谱和数字化噪声的产生也作了分析。
The jamming environment simulation system provides the environment of hardware-in-the-loop simulation for the measurement and evaluation of the performance of radar counter counter-measures. It can simulate the complex electromagnetic environment including echo signals, a variety of jamming and clutter. The framework of Pulsed-Doppler radar jamming environment simulation system is proposed firstly.
Next, the signal and clutter characteristics, and the countermeasure techniques of PD radar are analyzed, which theoretically lay a foundation for developing the PD radar jamming environment simulation system.
After that, this paper proposes a computational method to produce random sequences for clutter, these sequences not only obey the probability density distribution of the amplitude but also have a given power spectrum. In order to compute the clutter power spectrum of PD radar in real time, a closed-form algorithm is proposed. The Simulation results using MATLAB are given in the paper.
At last, in order to control the phaseshift to generate noise jamming and velocity deception jamming conveniently, and to set the control parameters flexibly in the program interface, the jamming control circuits based on PCI bus are designed. The spectrum of radar signal in the presence of velocity deception jamming and the generation of digital noise are also analyzed.
然后，分析了PD雷达的信号和杂波特征，研究了针对PD雷达的各种干扰技术，为研制PD雷达干扰环境模拟系统奠定必要的理论基础。
接着，研究了用于产生具有特定幅度和功率谱密度的杂波模拟方法。并根据PD雷达地海杂波功率谱计算的实时性要求，提出了一种基于闭合解的简捷的机载PD雷达杂波仿真算法。利用MATLAB，对各种分布的杂波和PD雷达杂波进行了仿真，给出了具体的仿真结果。
最后，为了可以方便地对移相器进行控制，产生速度欺骗干扰和噪声干扰，并在计算机程序界面中灵活地设置控制参数，本文设计了基于PCI总线的PD雷达干扰信号控制电路，实现了人机通信，并对速度欺骗干扰的频谱和数字化噪声的产生也作了分析。
The jamming environment simulation system provides the environment of hardware-in-the-loop simulation for the measurement and evaluation of the performance of radar counter counter-measures. It can simulate the complex electromagnetic environment including echo signals, a variety of jamming and clutter. The framework of Pulsed-Doppler radar jamming environment simulation system is proposed firstly.
Next, the signal and clutter characteristics, and the countermeasure techniques of PD radar are analyzed, which theoretically lay a foundation for developing the PD radar jamming environment simulation system.
After that, this paper proposes a computational method to produce random sequences for clutter, these sequences not only obey the probability density distribution of the amplitude but also have a given power spectrum. In order to compute the clutter power spectrum of PD radar in real time, a closed-form algorithm is proposed. The Simulation results using MATLAB are given in the paper.
At last, in order to control the phaseshift to generate noise jamming and velocity deception jamming conveniently, and to set the control parameters flexibly in the program interface, the jamming control circuits based on PCI bus are designed. The spectrum of radar signal in the presence of velocity deception jamming and the generation of digital noise are also analyzed.
引文
1．贲德．机载脉冲多普勒(PD)雷达的工作特点及抗干扰措施．现代雷达．2000(8)：1-6
2．刘烽等．一种PD雷达半实物仿真系统的研究．西北工业大学学报．2002(1)：58-61
3．蒋庆全．仿真技术在电子对抗系统中的应用．舰船电子对抗．1999(5)：13-18
4．刘烽等．一种新型的机载雷达射频仿真系统设计方案．系统仿真学报．2003(6)：757-759
5．吴重光等．仿真技术．北京：化学工业出版社．2000
6．朱根才．射频仿真系统论证报告．南京航空航天大学．2003
7．王心福．PD雷达干扰方程中的若干问题．电子对抗．1999(3)：1-12
8．毛士艺，张瑞生等．脉冲多普勒雷达．北京：国防工业出版社．1990．2
9．王心福．现代雷达的干扰与抗干扰．电子对抗技术．1997(4)：1-9
10．崔炳福．PD雷达的噪声干扰技术．电子对抗技术．1997(1)：1-9
11．何敏．幅调法噪声调制技术．电子对抗技术．1996(2)：35-43
12．王心福．多普勒频率检测与噪声干扰信号．电子对抗技术．1998(3)：1-8
13．崔炳福．PD雷达抗综合电子干扰能力分析．电子对抗技术．1996(4)：1-7
14．崔炳福．PD雷达的速度欺骗干扰技术．电子对抗技术．1998(4)：1-10
15．梁百川．对脉冲多普勒雷达的干扰技术．电子对抗．1993(4)：20-29
16．张胜付．海杂波的数学模型及其计算机模拟．南京理工大学学报．1995(2)：121-124
17．王颖，毛二可，韩月秋．相关K分布杂波的建模与仿真．信号处理．1997(6)：141-146
18. Oliver, C.J. Representation of radar sea clutter. IEE Proceeding. 1998(12):497-500
19. Ward, K.D. Compound representation of high resolution sea clutter. Electronics Letters. 1981(8):561-563
20. Bede Liu and David C. Munson. Jr. Generation of random sequence giving a jointly specidied marginal distribution and auotocovariance. IEEE Trans. on ASSP. ASSp-30,6(Dec. 1982):973-983
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22．张志勇，曹治国，张天序．相关Weibull分布雷达杂波的模拟．1998(5)：93-95
23. L. James Marier, Jr. Correlated K-distribution clutter generation for radar detection and track. IEEE Trans on AES, 31.2(Apr1995):568-580
24．赵晓辉．雷达探测性能仿真中的地杂波模型．电子侦察与对抗．2002(1)：41-42，56
25．梁志恒．蒋庄德，张煊．脉冲多普勒雷达实时杂波模型．西安交通大学学报．2000(11)：65-68
26. Jen King Jao, William B Gogginst. Efficient, closed-form computation of airborne pluse-Doppler radar clutter. IEEE International Radar Conference.1985
27．梁志恒，蒋庄德．脉冲多晋勒雷达杂波信号的实时重构方法研究．西安交通大学学报．2001(5)：520-522
28．R．L米切尔．雷达系统模拟．北京：科学出版社．1982
29．林象平．雷达对抗原理．西安：西北电讯工程学院出版社．1985．6
30. Altera Corporation. ACEX 1K Programmable Logic Device Family Data Sheet. Version 3.4. MAY 2003
31. Fairchild Semi. FM93CS66(MICROWIRE~(TM) Bus Interface) 4096-Bit Serial EEPROM with Data Protect and Sequential Read. July 2000
32．福州微创电子有限公司．GENERAL MICROWAVE．1999
33. PCI Special Interest Group. PCI Local Bus Specification. Revision 2.2. June 1998
34. PLX Technology. PCI9054 Data Book. Version 2.1. January 2000
35．李贵山，戚德虎．PCI局部总线开发者指南．西安：西安电子科技大学出版社．2000．11
36．褚振勇，翁木云．FPGA设计及运用．西安：西安电子科技大学出版社，2002．7
37. Altera Corporation.Configuring Mercury, APEX 20K (2.5 V), ACEX 1K &FLEX 10K Devices. September 2003
38．王万通．相干PD雷达速度干扰的频谱分析．电子对抗技术．1996(2)：1-11
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40．官朝晖．用于噪声干扰的伪随机噪声源．电子对抗技术．1998(2)：1-6
41．赵国庆，杨绍全．一种可编程视频噪声产生器．西安电子科技大学学报．1992(3)：120-127
42．丁鹭飞，耿富录．雷达原理．西安：西安电子科技大学出版社．1997．9
43．申玉，陶然，单涛．相关对数正态分布雷达杂波的建模与仿真．火控雷达技术．2001(12)：1-5
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