数字射频储频器(DRFM)，干扰高分辨雷达 留言

数字射频存储器(DRFM)是现代雷达干扰系统的重要组件。是一种对高分辨(HRR)雷达和其他高分辨成像雷达进行假目标欺骗，具有更好距离分辨率和调制性能的新型数字射频存储系统。

由于具有高保真干扰信号，数字射频存储器的模数转换性能比现有系统要好。本文介绍了一种新型数字射频存储调制器，它可以在频域通过数字信号处理生成假目标。该调制器通过许多具有个别调制和可信背景的单反射器，可以生成若干复杂假目标。

本文将介绍和讨论调制器的几种不同拓扑结构。“EKKO II”FFI试验型雷达干扰机使用该调制器，采用了并行数字逻辑处理技术，PCB板卡上有若干可编程逻辑器件(FPGA)。

高分辨成像雷达在许多民用和军用任务中的作用愈发突显。这就要求开展对高分辨成像雷达的电子对抗研究。演示以可控、可编程的方式向各种类型的高分辨雷达注入假目标信息。

这项工作包括理论研究、计算机建模、使用现有硬件现地测试，研发一套可以执行上述任务的全新“EKKO II”系统。图1是X波段“EKKO II”系统。

在“EKKO II”试验型雷达干扰机中，通过直接调制合成，并由可编程逻辑器件生成假目标。直接调制是一种控制专用数字组件生成假散射点的距离延迟、频率和振幅变化的方法，是对自然界物理反射过程的模仿。这种方法很容易掌握，而且可以合成可信的目标，但随着目标数量的增加，硬件复杂度相应也会增加。

新型数字射频存储调制器通过许多具有个别调制和可信背景的单反射器，可以生成若干复杂假目标。该调制器可以合成高分辨距离剖面图，也可以合成如图2所示的合成孔径雷达(SAR)/逆合成孔径雷达(ISAR)图像。这是一幅具有高分辨距离剖面的培植景观SAR图像。为了合成一幅SAR图像，必须连续生成具有新外观特征的高分辨距离剖面图。

可以将高分辨雷达假目标欺骗系统，设计为可以存储、调制和转发雷达信号的中继器。该系统的核心组件是图3所示的存储设备：数字射频存储器(DRFM)。

转发一个完美复制的雷达信号，可以在雷达上产生点目标响应。不过，要在高分辨雷达图像上生成假目标信息，必须生成一个目标或具有空间范围的场景。如图4所示，在时域中基本可以通过数字有限脉冲(FIR)滤波器实现。

如果雷达信号是输入序列xn，点目标是脉冲响应的滤波器系数hn，输出序列yn是序列xn与hn的卷积，是所需的干扰信号。

图5是数字有限脉冲滤波器的并行结构，略去了滤波器系数为零的部分。图中，每个副本都单独采用时间、振幅和相位调制，叠加若干雷达信号副本可以生成输出序列。通过现代高速数字电子技术应用多个可编程逻辑器件(FPGA)电路，可以实现这种能力。如图5所示，这是一种并行时域实现方法，时域上实现雷达信号副本的叠加。

通过离散傅里叶变换(DFT)实现快速傅里叶变换(FFT)，采用快速卷积处理(FCP)算法，可以计算雷达信号和点目标两者中任意一个卷积。在计算需求方面，快速傅里叶变换的卷积效率要比标准卷积效率高得多(尤其当序列长度较长时)。

如表1所示，FCP卷积与标准卷积的加法和乘法数值对比。N是两个序列的长度，L是额定的快速傅里叶变换数值，L的数值大于或等于N1+N2-1，其中N1和N2是两个序列。如图6所示，当给定N的某些数据集时，可以得出对应表1中公式的图解。

采用FCP卷积可以快速直接计算出总响应，而不用单独进行硬件的延迟和调制。可以将雷达信号和目标转换到频域再进行这样的计算，然后再将雷达信号和目标转换回时域。

采用这种方法有助于生成更多数量的雷达分辨单元。而直接通过时域实现时，目标或分辨单元的数量受可编程逻辑器件内存的限制，在进行电子对抗计算时，受到系统动态范围、采样位数和计算速度等因素的限制。这是“EKKO II”雷达干扰机未来期望具备的能力。如图7所示，这是通过频域实现的概念。

频域实现的优点是，虽然干扰目标数量越来越多，但干扰机复杂度几乎是恒定的。另一方面，干扰机复杂度随着雷达信号样本数量的增多和雷达作用距离的增大而递增。

为了检验数字射频存储调制器的结构，采用了调制器、目标和高分辨雷达的计算模型。如图8所示，这是一个简化的计算模型。

如图9所示，这是计算模型中生成的一个高分辨侧视图。飞机上的发射点用红色标记，从指定的角度采用指定的波形照射。在这种情况下，脉冲压缩使距离单元大约是4个样本大小，飞机这个方向总共有125个距离单元。支持不同的脉冲压缩波形和因子。

本文的计算模型采用了由12个独立点反射器构成的简化复杂参考目标配置。每个反射器都有不同的位置、振幅和相位。然后，将时间带宽积(TBW)值为127的脉冲压缩雷达信号输入到调制器，可以计算出干扰信号。

计算模型的最后一步是脉冲压缩和生成高分辨距离剖面。如图10所示，这是简化复杂参考目标。为了验证这种实现概念，需要对比和讨论计算模型中的调制器结构及其对应的距离剖面。

原文始发于微信公众号（雷达通信电子战）