本發(fā)明屬于雷達(dá)干擾技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及針對PD(Pulse-Doppler，脈沖多普勒)雷達(dá)的微動假目標(biāo)生成方法。

背景技術(shù)：

PD雷達(dá)兼有脈沖雷達(dá)的距離鑒別力和連續(xù)波雷達(dá)的速度鑒別力，能在強(qiáng)雜波背景中獲取較大的運動目標(biāo)回波處理增益，具有較好的抗干擾能力。相干干擾是現(xiàn)有的針對PD雷達(dá)的主要有源干擾方法，相干干擾借助于DRFM(Digital Radio Frequency Memory，數(shù)字射頻存儲)技術(shù)對雷達(dá)信號進(jìn)行采樣、存儲與處理，可以精確復(fù)制雷達(dá)信號的脈內(nèi)信息，從而與雷達(dá)信號相干并使得進(jìn)入雷達(dá)接收機(jī)的干擾信號能獲得與真實目標(biāo)回波信號相同或相近的處理增益。目前，針對PD雷達(dá)的相干干擾主要有距離-速度同步拖引方式與距離-速度假目標(biāo)方式。

文章“距離-速度同步拖引干擾的數(shù)字實現(xiàn)方法[J]”(航天電子對抗,2007,23(1):第46頁～第49頁)研究了一種基于正交雙通道DRFM的距離-速度同步拖引干擾的數(shù)字實現(xiàn)方法，給出了干擾控制器的FPGA(Field Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)實現(xiàn)方案及延時模塊、移頻模塊的具體設(shè)計；文章“一種對抗PD雷達(dá)的假目標(biāo)欺騙干擾機(jī)設(shè)計[J]”(現(xiàn)代雷達(dá),2007,29(4):第9頁～第16頁)研究了一種應(yīng)用先進(jìn)結(jié)構(gòu)DRFM的欺騙干擾機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)，綜合采用高性能FPGA芯片、DSP(Digital Signal Processor，數(shù)字信號處理器)芯片，通過對雷達(dá)波形在時域、頻域的綜合調(diào)制，形成的距離-速度假目標(biāo)可對PD雷達(dá)的距離波門和速度波門同時產(chǎn)生良好的干擾效果。文章“雷達(dá)有源假目標(biāo)抑制方法研究[D]”(電子科技大學(xué)博士學(xué)位論文,2012,第21頁～第40頁)進(jìn)一步指出，對于由DRFM轉(zhuǎn)發(fā)而形成的距離-速度拖引干擾，可視為距離-速度假目標(biāo)的特殊形式。現(xiàn)有的針對PD雷達(dá)的距離-速度假目標(biāo)生成方法都沒有考慮目標(biāo)的微動特性，相比具有微動特性的真實目標(biāo)很容易被識別出來，因此必須發(fā)展能夠?qū)咕哂形訙y量能力的PD雷達(dá)的微動假目標(biāo)生成方法。

對于某些特定目標(biāo)，微動(例如彈頭的進(jìn)動、直升機(jī)旋翼的轉(zhuǎn)動等)作為其固有屬性得到了目標(biāo)識別領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。由于不同目標(biāo)的微動模式對應(yīng)著不同的多普勒頻譜和微多普勒時頻譜，可以利用PD雷達(dá)提取有效的微動參數(shù)進(jìn)行目標(biāo)識別。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種針對PD雷達(dá)的微動假目標(biāo)生成方法，解決現(xiàn)有方法中生成假目標(biāo)不考慮其微動特性，容易被識別的問題。

要實現(xiàn)本發(fā)明的針對敵方PD雷達(dá)的微動假目標(biāo)生成，處理流程分兩大步，第一大步：根據(jù)假目標(biāo)的散射中心模型及微動模式在DSP中計算假目標(biāo)調(diào)制參數(shù)；第二大步：在FPGA中用調(diào)制參數(shù)對干擾機(jī)截獲的敵方PD雷達(dá)信號進(jìn)行脈內(nèi)調(diào)制生成假目標(biāo)回波信號。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，針對脈沖多普勒雷達(dá)的微動假目標(biāo)生成方法，具體包括下述步驟：

第一大步，獲取假目標(biāo)調(diào)制參數(shù)

第1)步，偵測敵方PD雷達(dá)工作載頻f₀、脈沖重復(fù)間隔T_r、脈沖信號脈寬T及電波入射角

第2)步，計算干擾機(jī)在敵方PD雷達(dá)脈沖時刻t_m＝mT_r欲模擬假目標(biāo)各個散射中心的微多普勒頻率其中m＝0,1,2,…，k＝1,2,…,K，K為散射中心個數(shù)；

第3)步，根據(jù)欲模擬假目標(biāo)所有散射中心的微多普勒頻率，計算t_m時刻假目標(biāo)的電磁散射數(shù)據(jù)其中α_k表示第k個散射中心的散射強(qiáng)度；

第4)步，利用下面的公式從h(m)中提取I、Q兩路假目標(biāo)調(diào)制參數(shù)

Q(m)＝real(h(m))

I(m)＝imag(h(m))

其中，real(·)、imag(·)分別表示求實部與求虛部運算；

第二大步，生成假目標(biāo)回波信號

第1)步，利用干擾機(jī)對敵方PD雷達(dá)信號進(jìn)行正交解調(diào)以及A/D(Analogue/Digital，模擬/數(shù)字)采樣處理，設(shè)在t_m時刻得到I、Q兩路采樣信號s_Q(n,m)和s_I(n,m)，其中n＝1,2,…,N，N＝f_s·T，f_s為干擾機(jī)對敵方PD雷達(dá)信號的采樣頻率；

第2)步，利用下面的公式進(jìn)行微動特性調(diào)制得到離散假目標(biāo)信號

s_Q,mod(n,m)＝s_Q(n,m)·Q(m)-s_I(n,m)·I(m)

s_I,mod(n,m)＝s_Q(n,m)·I(m)+s_I(n,m)·Q(m)

第3)步，將s_I,mod(n,m)和s_Q,mod(n,m)經(jīng)D/A(Digital/Analogue，數(shù)字/模擬)變換和正交調(diào)制后，形成假目標(biāo)回波信號發(fā)射給敵方PD雷達(dá)。

本發(fā)明的有益效果：

(1)通過在第一大步第2)步中根據(jù)設(shè)定的微動模式計算相應(yīng)的微多普勒頻率，所生成的假目標(biāo)信號可包含目標(biāo)相應(yīng)的微動參數(shù)，形成與真實目標(biāo)類似的微動特性(可用多普勒頻譜及微多普勒時頻譜反映)；

(2)第二大步第2)步的計算方法所利用的公式便于在FPGA中實現(xiàn)，并且只需一次復(fù)數(shù)乘法即可實現(xiàn)目標(biāo)微動特性的調(diào)制，所需資源少、系統(tǒng)延遲小；

(3)通過在第一大步第3)步中的計算考慮目標(biāo)平動產(chǎn)生的多普勒頻率，并在第二大步第3)步中加入目標(biāo)平動產(chǎn)生的時延，即可產(chǎn)生包含微動特性的距離-速度假目標(biāo)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的針對PD雷達(dá)的微動假目標(biāo)生成流程圖；

圖2是實驗中欲模擬假目標(biāo)散射中心模型；

圖3是利用本發(fā)明產(chǎn)生的假目標(biāo)回波信號的多普勒頻譜；

圖4是利用本發(fā)明產(chǎn)生的假目標(biāo)回波信號的微多普勒時頻譜。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明提供的針對PD雷達(dá)的微動假目標(biāo)生成流程圖。包括兩大步驟：第一大步，獲取假目標(biāo)調(diào)制參數(shù)，其中，可根據(jù)欲模擬假目標(biāo)的散射中心模型與微動模式(振動、轉(zhuǎn)動或進(jìn)動)以及f₀、按照專著“The Micro-Doppler Effect in Radar[M]”(Artech House,2011:第56頁～第70頁)中的數(shù)學(xué)推導(dǎo)計算干擾機(jī)在敵方PD雷達(dá)脈沖時刻t_m＝mT_r欲模擬假目標(biāo)各個散射中心的微多普勒頻率第二大步，生成假目標(biāo)回波信號。

圖2至圖4是利用本發(fā)明提供的技術(shù)方案進(jìn)行MATLAB仿真實驗的結(jié)果。實驗中，設(shè)敵方PD雷達(dá)發(fā)射LFM(Linear Frequency Modulated，線性調(diào)頻)信號，信號載頻f₀＝9GHz，帶寬為20MHz，脈沖信號脈寬T＝10μs，脈沖重復(fù)間隔T_r＝50μs，總脈沖個數(shù)為2048(即m＝0,1,2,…,2047)，目標(biāo)做勻速轉(zhuǎn)動，電波入射角隨之改變。干擾機(jī)欲模擬假目標(biāo)模型如圖2所示，包含四個金屬圓球(可看做四個理想散射中心)，目標(biāo)做勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動半徑為2m，轉(zhuǎn)動周期為200ms，對應(yīng)的轉(zhuǎn)動角速度為10πrad/s。

圖3是利用本發(fā)明產(chǎn)生的假目標(biāo)回波信號的多普勒頻譜(橫坐標(biāo)為多普勒頻率，縱坐標(biāo)為歸一化頻譜幅度)，圖4是利用本發(fā)明產(chǎn)生的假目標(biāo)回波信號的微多普勒時頻譜(橫坐標(biāo)為時間，縱坐標(biāo)為微多普勒頻率)。從圖3中可以看出，目標(biāo)的多普勒頻譜幾乎布滿于-4kHz～4kHz之間，這是由于目標(biāo)轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的時變多普勒頻率造成的，從圖4中則可以進(jìn)一步看出目標(biāo)有四個主要散射分量，它們的頻率呈正弦變化，變化周期為200ms，這與設(shè)定的目標(biāo)散射中心個數(shù)及轉(zhuǎn)動周期是相同的。由此表明：假目標(biāo)回波信號中蘊含了目標(biāo)的微動信息，因此假目標(biāo)微多普勒時頻譜能夠表達(dá)實際的雷達(dá)目標(biāo)微動特性，且假目標(biāo)回波信號經(jīng)頻譜分析與真實目標(biāo)具有相似的微動特性，用現(xiàn)有的微動測量手段難以鑒別真?zhèn)巍?/p>