基于SystemVue的PD雷达对抗仿真系统设计

摘 要： 为了深入分析PD雷达对抗试验现象，获取各种对抗条件下对PD雷达信号处理链路的响应特性，利用SystemVue系统仿真软件和Matlab协同建模仿真，搭建了一套包含回波信号生成、干扰信号生成、天线特性模拟、杂波特性模拟、接收机、模数转换、MTD处理、CFAR检测等模块组成的PD雷达对抗仿真系统，该系统提供了高效、灵活、直观的仿真方式。通过脉冲干扰信号的仿真测试表明，系统具备了开展不同对抗条件下链路响应特性研究的能力，为PD雷达对抗试验评估提供了有力支撑。

关键词： PD雷达； 电磁脉冲干扰； SystemVue； 对抗试验

中图分类号： TN97?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2016）21?0044?03

Design of PD radar countermeasure simulation system based on SystemVue

WU Ruowu， XU Xiong， HAN Hui， ZENG Yonghu， WANG Liandong

（State Key Laboratory of Complex Electromagnetic Environment Effects on Electronics and Information System， Luoyang 471003， China）

Abstract： To deeply analyze the experiment phenomenon of PD radar countermeasure， and acquire the response characteristic of PD radar signal processing link under different confrontation conditions， a set PD radar countermeasure simulation system composed of echo signal generation module， interference signal generation module， antenna characteristic simulation module， clutter characteristic simulation module， receiver module， A/D conversion module， MTD processing module and CFAR detection module was constructed by means of system simulation software SystemVue and Matlab for collaborative modeling and simulation. The system provides an efficient， flexible and intuitive simulation mode. The results of pulse interference signal simulation test show that the system has the ability to study the link response characteristic under different confrontation conditions， and provides a powerful support for the assessment of PD radar countermeasure test.

Keywords： pulsed Doppler radar； electromagnetic pulse interference； SystemVue； countermeasure test

0 引 言

脉冲多普勒雷达[1?3]因其具有高速度分辨率、抑制杂波能力强等特点，已经被越来越广泛地应用在机载预警雷达、机载和地面火力控制雷达、弹载制导雷达等方面，脉冲多普勒雷达的使用极大地提高了军事装备的作战性能。与此同时，伴随着脉冲多普勒雷达的广泛使用以及电子对抗技术的发展，针对脉冲多普勒体制的对抗干扰技术也在不断发展，此时提高脉冲多普勒雷达在特定干扰对抗和多电磁环境要素[4?6]影响条件下的抗干扰能力成为制约军事装备作战能力提高的关键因素。

为了提高脉冲多普勒雷达的抗干扰能力，建立了一个脉冲多普勒雷达信号处理仿真系统。研究在干扰条件下对其信号处理链路的影响，分析其对各处理环节影响的特性，为进行相关电子抗干扰技术提供帮助。SystemVue[7?9]是一款专为电子系统级设计的EDA产品，它可以进行真正的射频链路仿真，支持射频系统链路与数字信号处理单元协同仿真，其作为专用的ESL设计和信号处理算法开发平台，可以替代通用的数字、模拟和数学仿真环境。本文结合实际的电磁脉冲干扰试验的仿真需求，选取SystemVue设计软件构建了一套电磁脉冲特性分析用的脉冲多普勒雷达仿真系统。

1 模型设计

1.1 模型构建

一个采用二级变频超外差体制的典型PD雷达系统结构图如图1所示，其主要组成包含变频滤波模块、功率放大器、收发开关、天线、零中频正交解调器以及相应的视频信号处理系统。上述PD雷达系统加上实际目标、干扰以及信号传播特性，构成了PD雷达特性分析系统的物理模型。

本文设计PD雷达特性分析系统是在图1所示物理模型的基础上进行数学行为级模型的建立，根据设计需要，把行为级模型分为干扰信号、目标回波型号、接收处理三个基本单元，同时为了满足特性分析的需要在各单元关键信号节点处加入了测试分析节点。整个特性分析仿真模型如图2所示。

系统主要针对多普勒带宽内受到速度、距离欺骗干扰和受到高能电磁脉冲压制的情况下，接收机各信息链路节点的特性变化情况。如图2所示，电磁脉冲信号经过发射机、天线、杂波和目标信息模块后进入到接收处理模块。速度和距离干扰部分的仿真模型图如图3所示。信号生成模块可结合实际需求从系统库或者存储的波形文件中调用。与实际仿真的PD雷达模型相对应，发射机选取了两级上变频到射频的结构。经天线模块出来的射频信号调制速度信息和杂波信息后进入到接收机部分。目标回波信号和干扰信号经接收机两级下变频，在视频进行模数转换后再进入到多普勒滤波器组，之后再进行CFAR和视频积累处理。

1.2 仿真参数设置

SystemVue仿真环境是建立在数据流计算的基础上的，数据流分析引擎是数据流仿真的核心，任意一个SystemVue仿真系统执行之前，都需要根据数据流特点为其配备相应的分析引擎，系统的数据流分析设置图如图4所示。它包含数据分析开始和结束时间设置，系统采样率、采样点数以及频率分辨率等内容。

2 模型功能测试

在建立了PD雷达特性分析系统仿真模型之后，需要对其功能进行验证。本文通过验证系统建立的频谱测试节点和数据测试节点输出实现验证过程。设定电磁脉冲信号重频为10 kHz，脉宽为500 ns，干扰信号的重频为5 kHz，脉宽为500 ns，观测接收机中频输出的频谱。无干扰和有干扰情况接收机中频检测到的频谱图如图5和图6所示。

多普勒滤波器组和CFAR数据处理后的输出是整个PD雷达系统的核心内容。未做杂波处理的条件下，目标多普勒频率为8 000 Hz，距离为1 600时的距离?多普勒速度图和CFAR检测输出图，如图7所示。

加入干扰的情况下多普勒滤波器组处理输出，如图8所示。

3 结 语

本文针对实际PD雷达电磁脉冲干扰试验仿真分析需求，利用SystemVue搭建了一套用于PD雷达电磁脉冲特性分析的仿真系统，该系统由信号和干扰、射频发射接收、天线、杂波及目标和干扰回波生成、MTD处理和显示、CFAR检测等模块组成。通过对搭建系统各关键输出节点的测试，系统具备了典型PD雷达系统仿真模拟的能力，可进行不同对抗条件下的PD雷达电磁脉冲干扰特性分析实验。

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