０　引言 

    随着雷达技术的快速发展，捷变频、宽带跳频雷 达等已被广泛使用，雷达信号的工作频率范围越来 越宽。比如典型的四代机载ＡＥＳＡ雷达［１］，能够在 瞬时４ＧＨｚ甚至更宽的频带内实现快速跳频和频 率分集，而且无论是其跳频的带宽还是跳频速率都 有进一步增加的趋势。另一方面，超宽带雷达在弹 道导弹防御方面发挥着重要作用，如美国国家导弹 防御系统（ＮＭＤ）中应用的地基雷达（ＧＢＲ），为了提 高成像精度和目标识别能力，通常发送带宽大于 １ＧＨｚ的线性调频信号［２］，可在数千千米外对来袭导弹进行识别和跟踪。要实现对此类超宽带雷达信 号的有效干扰，要求干扰源具有更大的瞬时带宽和 更灵活多样的干扰方式［３］。

     数字射频存储技术（ＤＲＦＭ）［４］是目前应用范围 广泛的一种雷达干扰技术，可以对接收的超宽带雷 达信号进行储存、复制、延时、调制和转发，能够有效 地对超宽带雷达信号进行干扰，但是数字射频存储 受Ａ／Ｄ和Ｄ／Ａ速率的限制以及量化精度的影响，带 宽、信杂比等性能都具有一定局限性。因此，我们针 对采用光纤延迟线对雷达信号进行延迟复制转发的 光学射频存储技术开展了深入研究。相对ＤＲＦＭ， 光学射频存储技术具有以下独特优点［５］：１）带宽大。 瞬时带宽仅受限于微波前端与电光／光电转换器件；２）低损耗、色散小。光纤的传输损耗低，约为 ０．２ｄＢ／ｋｍ，且色散小、易于长距离无失真地传输信 号；３）信号模拟采集与复制不占用处理资源，具有极 高的信号相参性及干扰响应速度；４）光子技术具有 较高的可靠性、电磁兼容性及抗干扰能力等。 因此，本文通过探讨光学射频存储器的原理，开 展等效桌面实验验证，配合相关仿真分析，研究了一 种能够适应大带宽、高保真需求且干扰样式灵活的 新体制超宽带干扰技术。

    １　原理与组成 

    光学射频存储器一般在干扰引导接收机的控制 下完成对雷达信号的复制及干扰，同时也可以在自 主模式下接收系统命令，其工作原理如图１所示。

    图１　光学射频存储器原理框图

    输入信号样本经电光转换变为光信号，２×２脉 冲信号功分后一路信号经光电转换后直接输出；另 一路光信号进入光纤复制环路，进行延时、幅度均 衡、放大、滤波、调制后回到２×２光功分器的输入 端，信号再次功分，一路经光电转换后输出，另一路 再次进入复制环路中重复循环放大及延时的过程。 在复制环路中，信号放大及信号调制均在光域中实 现；在整个复制环路中，对环路工作状态进行实时调 整和控制，以保证环路正常工作。

    为了满足高质量脉冲信号的复制要求，同时具 备时间、相位等参数的调制功能，所设计光纤射频存 储器的具体实现方案如图２所示。其中，组合光纤延 迟线［６］可实现复制脉冲时间延迟的细微调谐，达到 复制信号时间和相位调制的目的，收到良好的干扰 效果。

    图２　光学射频存储器实现方案

    １．１　理论分析 

    根据光学射频存储器的原理，在循环放大的储 频环路中，信噪比（ＳＮＲ）的恶化与复制次数相关。 这类连续循环放大的过程可以等效为多个放大、延 时单元的级联，由于信号在环路中循环，每一次经受 的放大器增益、噪声系数以及环路损耗均相同。 

    为了实现信号是循环复制而不产生饱和，环路 应该处于增益不大于损耗的状态，可以设定以下参 数：光放大器增益Ｇ＝２０ｄＢ，光放大器噪声系数Ｆ＝ ３ｄＢ，复制环路的净增益为０，其他光处理过程统一 视为插损。这样，可将以上参数代入噪声系数级联 公式，可得：

    噪声系数与复制次数的关系如图３所示。当脉 冲复制４０次时，ＳＮＲ恶化２０．７８ｄＢ；当复制１００次 时，ＳＮＲ恶化２４．７５ｄＢ。复制次数继续增加，ＳＮＲ 恶化渐渐趋于饱和。

    图３　信噪比恶化与复制次数的关系

    从以上分析中可以看出，信号复制的初始阶段 ＳＮＲ恶化比较严重，要求输入的样本信号具有较高 的ＳＮＲ，因此光学射频存储器更适合应用于接收雷 达主瓣照射的自卫干扰或弹载突防等场合。

    ２　实验验证 

    根据光纤射频存储器的理论分析及实现方案， 严格控制光纤复制环路的增益以及合理优化复制环 路的链路噪声，搭建桌面实现验证系统分别验证光 学射频存储器的脉冲复制能力、复制信号相参性以 及信号调制能力。

    ２．１　脉冲复制实验验证 

    实验中输入信号频率为２ＧＨｚ，脉冲重频为 １ｋＨｚ，功率为－１０ｄＢｍ，复制延时为１３μｓ。射频信号经过光纤存储复制后，复制时间为５００μｓ。模 拟的雷达脉冲原始信号在光学射频存储器中的部分 信号直接输出，延迟时间小于１μｓ。光学射频存储 器的复制实验效果如图４。通过图中上栏时域图与 下栏频域图的对比可以看出，信号被复制接近４０次 时信噪比较原信号下降２０ｄＢ左右，与理论分析结 果基本一致，信号依然具有２０ｄＢ以上的信噪比。

    ２．２　复制信号相参性实验验证 

    为了进一步对比验证光学射频存储技术产生的 复制信号与原始雷达信号的相似度，按照ＰＤ雷达 的处理方法［７］对复制脉冲之间的相参性进行了验 证，将复制脉冲按照ＰＲＩ间隔提取数据后做ＦＦＴ 运算，得到如图５所示结果，从图中可以看出，频谱 上呈现出显著的峰值，证明了复制脉冲之间的相参 性特征。

    选取３０组脉冲串做时频幅三维分析如图６所 示，可见３０组脉冲均呈现出几乎相同的频谱特性， 说明所有复制脉冲均具有与原始回波信号一样的相 参性，可以预测这样的信号用于干扰时可以获得接 近理想的干扰效果。

    ２．３　干扰信号调制实验验证 

    在光学射频存储器中加入组合光纤延迟线，采 用真实时间延迟的方法对脉冲输出时间及相位进行 调制，由于调制的是信号传播的真实路径，即载体平 台等效产生的附加位移，因此，只要合理设置调制参 数，即可实现拖距与拖速的联合欺骗干扰［８］。 

    实验中采用的光纤延迟线的长度分别为１、２、 ４、８、１６、３２、６４和１２８ｍ。通过开关切换可以实现不 同延时。按照ＰＲＩ间隔时间，步进１ｍ切换延迟量 介于０～３９ｍ（０～１９５ｎｓ），得到图７所示的步进延 迟曲线。

    线性步进延迟效果相当于在原始运动特征的基 础上附加了一个恒定速度，对此，按照类似ＰＤ的处 理方法，对于延迟后的每个脉冲，按照ＰＲＩ间隔分 割成一组脉冲串，然后分别求其相位。时间延迟分 辨率为５ｎｓ左右，信号的相位早已超过了数个模糊 周期，由于延迟是步进的，相邻两个脉冲的相位差应 该一致，因此可求取延迟后信号脉冲相对于原始信 号脉冲的相位差减量，如图８所示。由图可见，这个 二次相位差基本上呈线性，符合预期。其中，相位起伏是由于延迟线的加工精度不够所致，相邻两个脉 冲的相位差约为２７０～３００°／ｓ，这样可以推算出多普 勒频移约为３０～３３ｋＨｚ。由此可见，通过精密地控 制延迟可以达到多普勒频率调制效果。

    图８　延迟后的脉冲序列与信号序列的二次相位差

    ３　结论 

    光学射频存储技术在瞬时带宽、响应速度以及 信号相参性等方面具有独特优势，通过大量复制并 转发，造成密集假目标干扰，且通过与组合光纤延迟 线配合工作，可以实现拖距、拖速以及拖距移频联合 相关干扰。本文通过理论分析结合大量实验验证， 证明了光学射频存储技术的可行性，初步验证了其 性能，并对光学射频存储技术的调制方法进行了开 创性且卓有成效的研究。

徐嘉鑫，周　涛，陈吉欣 （西南电子设备研究所，成都６１００３６）

参考文献： 

［１］　吴晓芳，田中成，梁景修，等．ＡＥＳＡ雷达信号表征及数据库 设计探讨［Ｊ］．电子信息对抗技术，２０１４，２９（４）：３１－３８． Ｗｕ　Ｘｉａｏｆａｎｇ， Ｔｉａｎ　Ｚｈｏｎｇｃｈｅｎｇ， Ｌｉａｎｇ　Ｊｉｎｇｘｉｕ， ｅｔ　ａｌ． Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＡＥＳＡ　ｒａｄａｒ　ｓｉｇｎａｌ　ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄａｔａｂａｓｅ ｄｅｓｉｇｎ［Ｊ］．Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｗａｒｆａｒｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌ．，２０１４，２９（４）：３１－３８． 

［２］　马骏声．ＮＭＤ－ＧＢＲ雷达的测量能力及其性能参数［Ｊ］．航天 电子对抗，２００２（５）：１－８． Ｍａ　Ｊｕｎｓｈｅｎｇ．Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｆ　ＮＭＤ－ＧＢＲ　ｒａｄａｒ ［Ｊ］．Ａｅｒｏｓｐａｃｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｗａｒｆａｒｅ，２００２（５）：１－８． 

［３］　马骏声．ＧＢＲ地基成像雷达的对抗技术初探［Ｊ］．航天电子对 抗，１９９８（１）：３－６． Ｍａ　Ｊｕｎｓｈｅｎｇ．Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ＧＢＲ ｇｒｏｕｎｄ－ｂａｓｅｄ　ｉｍａｇｉｎｇ　ｒａｄａｒ［Ｊ］．Ａｅｒｏｓｐａｃｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｗａｒｆａｒｅ， １９９８（１）：３－６． 

［４］　李小浩．数字射频存储技术及其在电子对抗中的应用［Ｊ］．电 光系统，２００３，１０５（３）：１６－１９． Ｌｉ　Ｘｉａｏｈａｏ．Ｄｉｇｉｔａｌ　ＲＦ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ［Ｊ］．Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００３，１０５（３）：１６－１９． 

［５］　Ｋｏｆｆｍａｎ　Ｉ，Ｈｅｒｃｚｆｅｌｄ　Ｐ　Ｒ，Ｄａｒｙｏｕｓｈ　Ａ　Ｓ，ｅｔ　ａｌ．Ａ　ｆｉｂｅｒ　ｏｐｔｉｃ ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ　ｍｅｍｏｒｙ　ｌｏｏｐ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ａｔ　ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ ［Ｃ］／／ＩＥＥＥ　Ｍｉｌｉｔａｒｙ　Ｃｏｍｍｕｎ．Ｃｏｎｆ．，１９８８：３１－３４． 

［６］　张春熹，张晓青，胡姝玲．光纤延迟线应用研究动态［Ｊ］．中 国激光，２００９，３６（９）：２２３４－２２４４． Ｚｈａｎｇ　Ｃｈｕｎｘｉ，Ｚｈａｎｇ　Ｘｉａｏｑｉｎｇ，Ｈｕ　Ｓｈｕｌｉｎｇ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｆｉｂｅｒ　ｄｅｌａｙ　ｌｉｎｅｓ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊ．ｏｆ Ｌａｓｅｒｓ，２００９，３６（９）：２２３４－２２４４． 

［７］　薛晓峰，张永顺，童宁宁．ＰＤ雷达信号时频特性分析［Ｊ］．现 代防御技术，２００７，３５（１）：１０６－１１５． Ｘｕｅ　Ｘｉａｏｆｅｎｇ， Ｚｈａｎｇ　Ｙｏｎｇｓｈｕｎ， Ｔｏｎｇ　Ｎｉｎｇｎｉｎｇ． Ｔｉｍｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ＰＤ　ｒａｄａｒ　ｓｉｇｎａｌ［Ｊ］．Ｍｏｄｅｒｎ　Ｄｅｆｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌ．，２００７，３５（１）：１０６－１１５． 

［８］　孙智勇，唐　宏，余定旺，等．基于ＤＲＦＭ的机载ＰＤ雷达干 扰研究［Ｊ］．现代防御技术，２０１２，４０（４）：１３８－１４２． Ｓｕｎ　Ｚｈｉｙｏｎｇ，Ｔａｎｇ　Ｈｏｎｇ，Ｙｕ　Ｄｉｎｇｗａｎｇ，ｅｔ　ａｌ．Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ ａｉｒｂｏｒｎｅ　ＰＤ　ｒａｄａｒ　ｕｓｉｎｇ　ＤＲＦＭ－ｂａｓｅｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｊ］．Ｍｏｄｅｒｎ Ｄｅｆｅｎｃｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌ．，２０１２，４０（４）：１３８－１４２