新型EA技术：脉冲压缩对自卫干扰的影响 留言

脉冲压缩技术可以提高雷达的距离分辨力。几十年来，SPOON REST、FLAT FACE等远程防空武器的雷达都是目标探测雷达，这些雷达的发射功率高，并且脉冲持续时间长，从而实现了很远的探测距离。

雷达进行目标探测时，主要依靠能量，发射脉冲持续时间越长，则反射信号的能量也就越高。能量就是脉冲的功率乘以持续时间。但距离分辨率的公式是：

当脉冲变宽时，距离分辨率会明显降低，因此，当有多个目标时，由于距离分辨率不够，雷达很难对多个目标进行区分。并且，当雷达将从当前目标切换到其他目标时，精度也难以达到要求。

对于雷达来说，为了提高距离分辨率，就必须减小脉冲宽度。使用脉冲压缩技术，能够降低脉冲有效持续时间。脉冲压缩技术可以通过使用调频脉冲信号(chirp)或移相键控(巴克码)来实现，这能够显著提高距离分辨率。chirp信号在远距离探测雷达上已经应用多年，目前在一些跟踪雷达上也有应用，我们首先讨论一下chirp信号。

如图1所示，产生chirp信号的方法是对发射脉冲进行线性频率调制，这个过程称为“脉冲线性调频”，缩写为LFMOP。接收到目标反射的回波信号，首先进入到压缩滤波器，压缩滤波器能够通过测量瞬时频率的方式，获取测量回波信号与发射信号之间的时间延迟，从而获得目标的距离。

图1 chirp信号因为在其脉冲上叠加了线性调频，因此在接收机处理时能够被压缩

压缩滤波器可以设计为具有当延迟最大时，频率为最大，反之亦然。在本例中，脉冲从最高频率开始下降，因此，当回波脉冲进入压缩滤波器时，由于频率初始为最大，所以具有最大延迟，随后，随着脉冲频率的降低，延迟逐渐减小。如图所示，由于累积效应，压缩滤波器能够输出更窄的脉冲，因此脉冲被“压缩”了。

压缩系数是频率调制的范围除以雷达特征带宽的倒数。特征带宽通常大于脉冲宽度。压缩系数的计算公式：

例如，如果脉冲宽度为10us，频率调制偏移为10MHz，则压缩量为10MHz /100kHz，或称压缩系数为100。

雷达的分辨单元如图2所示(二维)。在这个单元内部，雷达能够确定是否存在一个或多个目标。在本例中，该单元的宽度是雷达天线的3dB波束宽度，其长度是脉冲持续时间乘以光速的一半。如果没有进行压缩，此信号的距离分辨率将为：

5us x 3 x 100^8 m/s = 1500m

如图所示，如果使用了LFMOP调制技术，能够减小雷达的的分辨单元。通过使用chirp信号调制，距离分辨率降低了100倍，可以达到15m。

图2 雷达的分辨单元由天线波束宽度和脉冲持续时间决定。使用LFMOP后，有效脉冲持续时间显著缩短

图3为一个作战场景，一架战斗机释放了拖曳式干扰诱饵，线缆长度为50m。在没有使用脉冲压缩情况下，敌方雷达无法将诱饵和飞机分开，因此干扰诱饵能够捕获雷达的信号并对其实施干扰，诱使导弹偏离目标。

然而，在15m的分辨率下，雷达可以看到两个目标—飞机和诱饵，并将继续对前面的目标(飞机)进行跟踪，诱饵的干扰功能失效。

图3 通过脉冲压缩，雷达分辨单元变窄，能够区分飞机和拖曳诱饵

使用脉冲压缩还能够提供电子防护(EP)能力。如图4(和图1)所示，在信号处理期间，压缩脉冲的能量集中到脉冲的最后部分，并且雷达也只在这个时间窗口进行处理。

图4  除非干扰信号具有正确的调频斜率，否则有效干信比将被压缩因子降低

因此，如图4所示，因为干扰脉冲没有使用chirp信号，所以干扰能量只有一部分能够产生作用，损失的能量和压缩系数成一定关系。在本例中，压缩因子为100，因此干信比将减少20dB。

根据文献资料，有的压缩因子可以高达1000，如果干扰信号不使用chirp信号，干信比将减少30dB，这将极大的降低干扰效果。

原文始发于微信公众号（雷达通信电子战）