搜索警戒雷达对抗技术研究与实现

发布时间：2017-06-06 13:10

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【摘要】：雷达对抗在现代战中发挥着越来越重要的作用,特别是在情报收集、电磁干扰方面,在战争中是确保胜利的重要因素。本文重点介绍了雷达的工作原理,以具有代表性的机械扫描及脉冲捷变频搜索警戒雷达为实验样本,阐述了雷达在信号处理中的六个关键技术,分析、仿真了样本搜索警戒雷达的信号特点,并在任意波形发生器上重现了该雷达信号。在此基础上,本文将雷达对抗分为三个方面,即雷达侦查、雷达欺骗和雷达干扰,具体工作包括:1.从雷达对信号处理的角度出发,分析了雷达侦查、欺骗和干扰对对抗系统的要求,论述了五个方面的功能与实现方式,设计了无人机载DRFM硬件系统,并在室内对设备进行了对应的功能验证。测试结果表明,本系统能够很好地实现要求的功能,满足雷达对抗设备的功能要求。2.将雷达侦查分为了脉冲信号测频和单站雷达定位两个方面。根据经典的过零测频方法,提出了两种改进方法,仿真分析表明两种方法相对于经典的过零测频在测频精度和稳定度上有较大提升;根据多相滤波算法提出了抑制栅栏效应的改进方法,并在设计的DRFM系统中实现了该方法。理论和测试表明,利用该方法能够对输入为100MHz~500MHz的信号进行频率分辨率优于152KHz的实时频谱分析;利用单站测量雷达信号主瓣的方式提出了两种单站定位方法,该方法无需测向天线即可对雷达位置进行估算。3.根据雷达对距离、速度和高度的测量原理,设计了相应的欺骗方案,并在本文设计的DRFM系统中实现。室内测试表明,本方案及DRFM系统能够实现雷达信号的欺骗处理;室外测试表明,本方案及DRFM系统能够成功对某型号雷达进行距离、速度和高度欺骗。4.根据雷达对信号处理的要求,本文将干扰分为侦查式干扰和宽带压制干扰。分别分析了侦查式干扰和宽带压制干扰的设计原理和实现方法。DRFM系统上对本方案进行测试表明,侦查式干扰方案能够在探测到雷达脉冲后持续地回复干扰信号,达到预期设计效果,宽带压制干扰方案能够根据雷达的信号参数,生成本DRFM系统指标范围内的任意脉冲波形信号,实现设备对雷达瞄准式和宽带压制式干扰。
【关键词】：雷达对抗 雷达侦查 雷达欺骗 雷达干扰 DRFM系统
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN974;TN959.11
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-15
• 缩略词表15-16
• 第一章 绪论16-20
• 1.1 研究背景16-17
• 1.2 研究现状概述17-18
• 1.3 论文研究工作及内容安排18-20
• 第二章 雷达对抗概述20-32
• 2.1 雷达对抗基本原理及技术特点20-21
• 2.1.1 雷达对抗基本原理21
• 2.1.2 雷达对抗技术特点21
• 2.2 雷达信号的处理与相关技术21-28
• 2.2.1 雷达的最佳检测原理22-23
• 2.2.2 动目标显示和动目标检测23-24
• 2.2.3 恒虚警处理24-25
• 2.2.4 脉冲压缩技术25-26
• 2.2.5 旁瓣抑制技术26-27
• 2.2.6 相干累积技术27-28
• 2.3 搜索警戒雷达28-30
• 2.3.1 搜索警戒雷达特点28-29
• 2.3.2 搜索警戒雷达信号组成与仿真29-30
• 2.4 雷达对抗技术分析30-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 雷达对抗设备硬件平台设计32-48
• 3.1 设备功能规划32
• 3.2 针对功能的设计分析32-38
• 3.2.1 对抗设备信号接收与发送33
• 3.2.2 宽带信号的处理要求33-35
• 3.2.2.1 基带部分宽带信号的处理要求33-34
• 3.2.2.2 射频部分宽带信号的处理要求34-35
• 3.2.3 脉冲信号的判断35-36
• 3.2.4 信号功率调整36-38
• 3.2.5 多普勒的设定38
• 3.3 系统结构38-41
• 3.3.1 基带处理部分39-41
• 3.3.2 射频处理部分41
• 3.4 硬件平台实现与测试41-47
• 3.4.1 硬件实现41-42
• 3.4.2 硬件功能测试42-47
• 3.4.2.1 ADC的测试42-44
• 3.4.2.2 DAC的测试44-45
• 3.4.2.3 直通模式下的测试45
• 3.4.2.4 飞控测试45-46
• 3.4.2.5 多普勒测试46-47
• 3.5 本章小结47-48
• 第四章 雷达侦察48-72
• 4.1 侦查内容概述48-49
• 4.2 基于硬件平台的测频49-63
• 4.2.1 基于经典过零算法的测频改进方案49-54
• 4.2.1.1 经典的过零检测算法49-51
• 4.2.1.2 算法一：正弦函数逼近迭代过零测频51-52
• 4.2.1.3 算法二：周期累计平均的过零测频52-54
• 4.2.2 基于多相滤波结构的测频改进方案54-60
• 4.2.2.1 多相滤波器公式推导及结构54-55
• 4.2.2.2 针对雷达信号的滤波器组设计55-57
• 4.2.2.3 非理想滤波器的改进方法57-60
• 4.2.3 实现与测试60-63
• 4.3 基于单站的雷达定位63-69
• 4.3.1 现有单站定位方案分析63-65
• 4.3.2 基于硬件平台的单天线定位方案65-69
• 4.3.2.1 方案一：基于匀速直线飞行的定位法66-68
• 4.3.2.2 方案二：基于GPS计算距离的定位法68-69
• 4.4 仿真与分析69-71
• 4.5 本章小结71-72
• 第五章 雷达欺骗72-89
• 5.1 距离欺骗与分析72-75
• 5.1.1 距离欺骗原理72-73
• 5.1.2 距离欺骗方案设计73-75
• 5.2 速度欺骗与分析75-77
• 5.2.1 速度欺骗原理75-76
• 5.2.2 速度欺骗方案设计76-77
• 5.3 高度欺骗与分析77-79
• 5.3.1 高度欺骗的原理77-79
• 5.3.2 高度欺骗方案设计79
• 5.4 基带内部算法与结构79-83
• 5.4.1 功率估算与控制80
• 5.4.2 存储深度估算80
• 5.4.3 主瓣中心判别80-81
• 5.4.4 FPGA内部结构81-83
• 5.5 室内与室外测试83-87
• 5.5.1 室内测试83-85
• 5.5.2 室外测试85-87
• 5.6 本章小结87-89
• 第六章 雷达干扰89-98
• 6.1 雷达干扰原理89-90
• 6.2 雷达干扰类型90-91
• 6.3 雷达干扰方案设计实现与测试91-97
• 6.3.1 基于侦查结果进行干扰91-93
• 6.3.2 已知雷达信号脉冲进行干扰93-97
• 6.4 本章小结97-98
• 第七章 总结与展望98-100
• 7.1 总结98
• 7.2 展望98-100
• 致谢100-101
• 参考文献101-103
• 个人简历、攻硕期间取得的研究成果103-104

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