信息对抗实验报告.docx

1、信息对抗实验报告 实 验 报 告课程名称信息对抗技术实验项目名称信息对抗技术实验实验类型实验学时10班级20120832学号2012083214G2012083211G2012083217G姓名文韬邵名望张龙指导教师郭立民实验室名称信息对抗技术实验室实验时间2015.12.22实验成绩预习部分实验过程表现实验报告部分总成绩教师签字日期哈尔滨工程大学教务处 制 实验七 调频干扰实验一、实验目的1掌握噪声调频干扰的基本形式和干扰的原理。2观察同步/异步调频干扰对于信号检测的影响。3观察噪声调频和锯波调频对于信号检测的影响。二、实验设备1雷达对抗实验仪2示波器三、实验原理1噪声调频干扰 噪声调频信号

2、是指干扰信号的频率受噪声调制的信号。噪声调频信号可表达为：其中，U j为噪声调频信号的幅度，v j为噪声调频信号的中心频率，KFM 为调频斜率，u(t)为均值为零、广义平稳的调制噪声。当噪声调频信号进入雷达接收机后，经过中放输出的波形，由于受中放频率特性的影响，等幅的调幅波各频率分量的振幅响应不同，形成调频调幅波。如果频率的摆动范围小于中放带宽，其起伏不大。当噪声调频干扰带宽的增大，瞬时频率在中放带宽外变化，输出的是随机脉冲序列。随机脉冲的幅度，宽度和间隔分布与瞬时频率的变化规律有关。图4.1.1 中出了噪声调频窄带干扰和宽带干扰通过雷达接收机中放的输入波形。如果调制噪声u(t)具有和雷达信号

3、同样的重复周期 r T ，即( ) ( ) r u t = u t + T 。这样，距雷达零距离脉冲信号0 R 处的某个时刻调制噪声信号的频率相对确定。称这样的干扰为同步干扰。同步噪声调频信号按照雷达的脉冲重复周期积累时，干扰信号做相干积累，输出信号的包络相对与零距离脉冲是固定的。如果调制噪声u(t)和雷达重复周期无关，称这样的干扰为异步干扰。在雷达接收机内积累是非相干积累，多个不确定信号输出叠加产生随机的噪声信号，在接收机输出端噪声电平升高。2数字噪声的产生数字噪声用伪随机码m 序列中任取几位获得。m 序列的产生如图4.1.2 所示，图中123、4 n 等依次表示移位寄存器的各位，根据前面讲

4、述的线性移位寄存器的特点，我们将第1 位和第n 位模2 求和（即同或逻辑操作）作为反馈输入，同时按照要取出几位作为输出随机码。图4.1.1 噪声调频波的中放输出3锯波调频干扰锯波调频信号是指干扰信号的频率受锯波调制的信号。锯波调频信号表达式同式（4-1），其中，u(t)为周期为 j T 的锯齿波信号，如式（4-2）示。锯波调频干扰信号通过雷达接收机输出信号的分析同噪声调频信号。如果是窄带干扰，当干扰频率对准雷达频率时，输出为近似三角波信号。如果干扰带宽远大于雷达接收机带宽输出的是脉冲序列。由于锯波信号是确定性信号，所以干扰信号频率处在接收机带宽内的时间和间隔确定。图4.1.3 锯波调频波的中放

5、输出 同样如果满足调制信号与雷达重频相同，称为同步干扰。积累时做相干积累输出确定的包络信号。如果与雷达重频没有确定的时间关系，称为异步干扰。积累输出为噪声信号。4 交替干扰如果一段时间是噪声调频干扰信号，一段时间是锯波调频干扰信号，称为交替干扰。本实验中接受机的带宽大于输入信号的频率范围（除17.5MHz 以外），这样无论是噪声调频干扰还是锯波调频干扰都是窄带干扰。并且为了清晰地说明干扰地效果，用距离波门指示目标所在位置。四、实验步骤1 打开示波器。2 检查电源线是否连接，检查快速熔断器是否良好，打开雷达实验仪电源开关。3 连接时间基准信号11 到示波器外部触发EXT 口。连接目标回波积累输出

6、9 到示器通道1，距离波门信号10 到信道2。触发设置同实验一。4 设置实验编号为实验七。按实验编号按钮3 ，直到实验仪LED 显示器实验编号位显示为7。实验中有五个进程。默认进程为进程1。5 按确认按钮6 ，确认当前设置。6 进程一是异步噪声调频干扰，可变参数是视频噪声带宽。初始值为17.5MHz，每按一次参数按钮，带宽依次变化为8.75MHz、4.37MHz 和2.20MHz。按动参数加5 改变视频信号带宽，按确认按钮6 确认。观察示波器上回波信号的变化。分别测量目标处信号的幅度，其它位置的噪声电平的最大值。7 设置实验进程为进程二。按进程编号按钮4 ，直到实验仪LED 显示器进程编号位显

7、示为2。按确认按钮6 确认设置。8 进程二是同步噪声调频干扰，可变参数同进程一。按动参数加5 改变视频信号带宽，按确认按钮6 确认。观察示波器上回波信号的变化。分别测量目标处信号的幅度和其它位置的噪声电平的最大值。9 设置实验进程为进程三。按进程编号按钮4 ，直到实验仪LED 显示器进程编号位显示为3。按确认按钮6 确认设置。10进程三为异步锯波调频干扰，可变参数为锯波周期。锯波周期的变化范围从2 微秒到33 微秒。每按一次按钮，周期加1 微秒。按动参数加5 改变锯波周期，按确认按钮6 确认。观察示波器上回波信号的变化。分别测量目标处信号的幅度和其它位置的噪声电平的最大值。11设置实验进程为进

8、程四。按进程编号按钮4 ，直到实验仪LED 显示器进程编号位显示为4。按确认按钮6 确认设置。12进程四为同步锯波干扰，可变参数同进程三。按动参数加5 改变锯波周期，按确认按钮6 确认。观察示波器上回波信号的变化。分别测量目标处信号的幅度和其它位置的噪声电平的最大值。13设置实验进程为进程五。按进程编号按钮4 ，直到实验仪LED 显示器进程编号位显示为5。按确认按钮6 确认设置。14进程五是交替干扰，可变参数分别为2，8，32，128 脉冲重复周期。初始值为1，按动参数加5 改变交替周期，按确认按钮6 确认。观察示波器上回波信号的变化。分别测量目标处信号的幅度和其它位置的噪声电平的最大值。五实

9、验结果及分析 1.异步噪声调频干扰实验记录：视频噪声带宽（MHZ）17.5 8.754.37220目标处信号幅度（V）1.441.92.841.74其他位置噪声电平最大值0.420.340.280.60带宽为17.5MHz实验图 带宽为8.75MHz实验图 带宽为4.37MHz实验图 带宽为2.20MHz实验图 实验结果分析：雷达在进行积累时，噪声调频信号积累是无规则信号的叠加，所以干扰信号叠加后输出一个由于噪声功率引起的直流分量。噪声功率与视频噪声的带宽成正比，所以随着噪声带宽的减小，接收机输出也减小，即噪声的的各频率分量的振幅响应均减小。2.同步噪声调频干扰实验记录：视频噪声带宽（MHZ）

10、17.5 8.754.37220目标处信号幅度（V）2.361.842.801.56其他位置噪声电平最大值2.441.842.801.60带宽为17.5MHz实验图 带宽为8.75MHz实验图 带宽为4.37MHz实验图 带宽为2.20MHz实验图 实验结果分析：干扰信号进行相干积累，这样干扰输出是一个稳定的干扰信号。干扰信号进行相干积累，干扰也获得了积累增益，所以同步的噪声调频干扰遮盖住目标信号。随着噪声带宽的增加，振幅在增加。3.异步锯波调频干扰实验记录：T(us)261218243033U(V)2.641.881.842.043.081.801.96Umax(V)0.40.320.320

11、.280.280.440.24周期为2us时的实验图 周期为6us时的实验图 周期为12us时的实验图 周期为18us时的实验图 周期为24us时的实验图 周期为30us时的实验图 周期为33us时的实验图实验结果分析：异步干扰也是无规律信号的叠加，所以输出是一个与进入雷达接收机内干扰功率有关的直流电平。同样，噪声是非相参积累，所以在异步干扰中噪声无法遮盖住信号。4.同步锯波调频干扰实验记录：T(us)261218243033U(V)1.723.243.483.282.441.802.92Umax(V)1.723.243.483.282.561.803.0周期为2us时的实验图 周期为6us时

12、的实验图 周期为12us时的实验图 周期为18us时的实验图 周期为24us时的实验图 周期为30us时的实验图 周期为33us时的实验图实验结果分析：锯齿周期分别2和32微妙同步锯波调频噪声干扰时，雷达数字处理后的输出波形。与进程二类似，调制的锯齿信号与雷达发生信号同步，所以解调后的干扰信号积累时是相参积累，所以干扰输出是一稳定波形。由于干扰也是相参积累，所以干扰的效果较好，可完全遮盖住信号。5.交替干扰实验记录脉冲重复周期2832128目标处信号幅度（V）2.242.442.523.72其他位置噪声电平最大值（V）1.641.722.042.84脉冲重复周期为2时的实验图 脉冲重复周期为8

13、时的实验图 脉冲重复周期为32时的实验图 脉冲重复周期为128时的实验图 实验结果分析：当交替周期小时，尽管干扰信号波形有变化，随着脉冲重复周期的增大，交替干扰越明显，输出波形不稳定，示波器上观测的信号晃动越厉害。六实验心得 经由本次实验，我进一步熟悉了雷达对抗实验仪，对书上抽象的知识作了进一步的验证，对异步噪声调频干扰对于信号的影响，同步噪声调频干扰对于信号的影响，异步锯波干扰锯波周期的改变对目标观测的影响，同步锯波干扰锯波周期的改变对目标观测的影响，有了更加直观的了解。实验八 杂乱脉冲调幅干扰实验一、实验目的1掌握杂乱脉冲调幅干扰对于信号检测的影响。2观察同步/异步杂乱脉冲调幅干扰对于信号

14、检测的影响。3观察闪烁干扰对于信号检测的影响。二、实验设备1雷达对抗实验仪2示波器三、实验原理1杂乱脉冲调幅干扰杂乱脉冲信号是指干扰的幅度受杂乱脉冲信号调制的信号。杂乱脉冲信号是指干扰脉冲的幅度，宽度和间隔等某些参数或全部参数是随机变化的。通过雷达接收机输出的包络信号，就是干扰信号的包络信号U (t) n 。如果杂乱脉冲干扰的包络信号U (t) n 具有和雷达雷达信号同样的重复周期r T ，即( ) ( ) n n r U t =U t + T 。这样，距雷达零距离脉冲信号 0 R 处的某个时刻干扰信号的幅度相对确定。称这样的干扰为同步杂乱脉冲干扰。同步杂乱脉冲干扰信号按照雷达的脉冲重复周期积

15、累时，干扰信号做相干积累，输出信号的包络相对与零距离脉冲是固定的。如果杂乱脉冲包络信号U (t) n 和雷达的重复周期无关，称这样的干扰为异步干扰。在雷达接收机内积累是非相干积累，脉冲的宽度和出现的位置不定。2数字杂乱脉冲信号的产生杂乱脉冲用一个固定的时钟信号产生伪随机序列，取一位作为输出的杂乱脉冲信号。四、实验步骤1 打开示波器。2 检查电源线是否连接，检查快速熔断器是否良好，打开雷达对抗实验仪电源开关。3 连接时间基准信号11 到示波器外部触发EXT 口。连接目标回波积累输出9 到示波器通道1，距离波门信号10 到信道2。触发设置同实验一。4 设置实验编号为实验八。按实验编号按钮3 ，直到

16、实验仪LED 显示器实验编号位显示为8。实验中有三个进程。默认进程为进程1。5 按确认按钮6 ，确认当前设置。6 进程一为异步杂乱脉冲调幅干扰，没有可变参数。观察示波器上回波信号的变化。分别测量目标处信号的幅度，和其它位置的噪声电平的最大值。7 设置实验进程为进程二。按进程编号按钮4 ，直到实验仪LED 显示器进程编号位显示为2。按确认按钮6 确认设置。8 进程二为同步杂乱脉冲调幅干扰，没有可变参数。观察示波器上回波信号的变化。分别测量目标处信号的幅度和其它位置的噪声电平的最大值。五实验结果及分析 1.异步杂乱脉冲调幅干扰实验记录：目标处信号幅度（V）1.72其他位置噪声电平最大值1.36实验

17、图：实验结果分析：杂乱脉冲包络信号U (t) n 和雷达的重复周期无关，在雷达接收机内积累是非相参积累，所以干扰信号叠加后是一直流电平。而目标回波是相参积累，所以干扰信号无法完全遮盖住目标信号。2.同步杂乱脉冲调幅干扰实验记录：目标处信号幅度（V）2.8其他位置噪声电平最大值2.84实验图：实验结果分析：杂乱脉冲干扰的包络信号U (t) n 具有和雷达雷达信号同样的重复周期r T ，即U (t) n=U t + T 。这样，距雷达零距离脉冲信号 0 R 处的某个时刻干扰信号的幅度相对确定，同步杂乱脉冲干扰信号按照雷达的脉冲重复周期积累时，干扰信号做相干积累，输出信号的包络相对与零距离脉冲是固定

18、的。六实验心得 通过本次实验，我们小组对杂乱脉冲调幅干扰对于信号检测的影响，同步/异步杂乱脉冲调幅干扰对于信号检测的影响，闪烁干扰对于信号检测的影响有了更深更好的掌握。实验九 噪声调相干扰实验一、实验目的1掌握噪声调相干扰的基本形式和干扰的原理。2观察噪声调相干扰对于信号检测的影响。二、实验设备1雷达对抗实验仪2示波器三、实验原理噪声调相信号是指干扰信号的相位受噪声调制的信号。噪声调相信号可表达为其中， j U 为噪声调频信号的幅度， j 为噪声调频信号的中心频率， PM K 为常数代表有效相移的大小，u(t)为均值为零、广义平稳的调制噪声， 是干扰信号的初始相位。当有效相移较大时，旁频功率较

19、大，近似为噪声调频的干扰情况，分析过程同噪声调频干扰信号。同样，距离波门信号指示实际目标信号的位置。四、实验步骤1 打开示波器。2 检查电源线是否连接，检查快速熔断器是否良好，打开电源开关。3 连接时间基准信号11 到示波器外部触发EXT 口。连接目标回波积累输出9 到示波器通道1，距离波门信号10 到信道2。触发设置同实验一。4 设置实验编号为实验九。按实验编号按钮3 ，直到实验仪LED 显示器实验编号位显示为9。实验中只有1 个进程。默认进程为进程1。5 按确认按钮6 ，确认当前设置。6 可变参数为噪声信号的基带频率。初始值为4.37MHz，每按一次参数按钮，带宽减半，最小值为0.55MH

20、z。按动参数加5 改变调相噪声带宽，按确认按钮6 确认。分别测量目标处信号的幅度和其它位置的噪声电平的最大值。五实验结果及分析噪声调相干扰实验数据记录噪声信号基带频率（MHZ）4.372.201.100.55目标处信号幅度（V）0.841.76-0.48-1.76其他位置噪声电平最大（V）0.881.881.361.84噪声信号基带频率为4.37MHz的实验图： 噪声信号基带频率为2.20MHz的实验图： 噪声信号基带频率为1.10MHz的实验图： 噪声信号基带频率为0.55MHz的实验图： 实验结果分析：噪声调相干扰，可知当有效相移较大时，旁频功率较大，近似为噪声调频的干扰情况，基带频率最大

21、时4.37MHz 时，干扰可以近似为噪声调频干扰。六实验心得 通过本次实验，让我们小组对噪声调相干扰的基本形式和干扰的原理和噪声调相干扰对于信号检测的影响有了更深入的了解。实验十 距离拖引干扰实验一、实验目的掌握距离拖引的基本原理。二、实验设备1雷达对抗实验仪2示波器三、实验原理1欺骗干扰欺骗干扰是指采用假的目标和信息作用于雷达目标检测和跟踪系统，使雷达不能周期地检测真正的目标或不能正确测量真正目标的参数信息，从而达到迷惑和扰乱雷达对真正目标检测和跟踪的目的。按照假目标f T 与真目标T 参数的参别，可将欺骗干扰分为距离干扰、角度干扰、速度欺骗、AGC 欺骗和多参数欺骗干扰按照假目标f T 与

22、真目标T 参数差别的大小和调制方式分类，可分为质心干扰、假目标干扰和拖引干扰三种。 质心干扰：假目标f T 与真目标T 的参数差别小于雷达的空间分辨力，雷达不能区别真假目标，而将真假目标作为同一个目标f T 跟踪。雷达对该目标检测和跟踪的结果往往是真假目标的能量加权质心，所以称为质心干扰。 假目标干扰：假目标f T 与真目标T 的参数差别大于雷达的空间分辨力，雷达能能区分两个不同的目标，但可能把假目标作为真目标检测和跟踪，从而造成虚警和漏警。 拖引干扰：拖引干扰是一种周期性地从质心干扰到假目标干扰地连续变化地过程，典型地拖引干扰如下式所示在停拖期，真假目标在空间和时间上近似重合，雷达很容易检测

23、和捕获。由于假目标能量高于真目标能量，捕获后雷达会按照假目标地能量来调整接收机增益，对其进行连续测量和跟踪。停拖期要大于雷达检测和捕获目标需要地时间；拖引期，真假目标逐渐分离，当分离速度小于雷达跟踪目标地正常速度响应范围内时，由于在停拖期，假目标控制了雷达接收机的增益，而且假目标能量大于目标能量，所以雷达系统容易被假目标拖引开，抛弃真目标；在关闭期，欺骗干扰关闭，造成雷达跟踪信号突然中断。一般情况下，雷达跟踪系统需要滞留和等待一段时间。如果信号消失达到一定时间，雷达确认目标消失后，才能重新进行对目标的搜索、检测和捕获。2距离假目标干扰其中R 是目标所在距离， v 是匀速拖引的速度和a 是匀加速

24、度拖引时的加速度。四、实验步骤1 打开示波器。2 检查电源线是否连接，检查快速熔断器是否良好，打开雷达实验仪电源开关。3 连接时间基准信号11 到示波器外部触发EXT 口。连接目标回波积累输出9 到示波器通道1，距离波门信号10 到信道2。触发设置同实验一。4 设置实验编号为实验十。按实验编号按钮3 ，直到实验仪LED 显示器实验编号位显示为10。实验中只有1 个进程。默认进程为进程1。5 按确认按钮6 ，确认当前设置。6 可变参数为距离拖引速度。拖引速度变化范围为301000m/s。每按一次参数按钮，拖引速度加10m/s。按动参数加5 改变拖引速度，按确认按钮6 确认。观察目标回波的变化，观

25、察距离跟踪波门的变化。五实验结果图及分析拖引速度为200m/s时实验截图： 拖引速度为810m/s时实验截图拖引速度为990m/s时实验截图： 实验结果分析：当拖引速度较小时，真假目标在空间和时间上近似重合，跟踪波门信号很容易检测和捕获到目标，此为距离跟踪干扰的停拖期。当拖引速度逐渐增大时，进入拖引期，真假目标逐渐分离。由于假目标能量大于目标能量，所以雷达系统容易被假目标拖引开，抛弃真目标；在关闭期，欺骗干扰关闭，造成雷达跟踪信号突然中断。信号消失达到一定时间，雷达确认目标消失后，会重新进行对目标的搜索、检测和捕获。六、实验心得 通过本次实验，使我掌握距离拖引的基本原理，并进一步得到实践上的证

26、明，进一步熟悉了仪器操作。实验十一 速度拖引干扰实验一、实验目的掌握速度拖引的基本原理。二、实验设备1雷达对抗实验仪2示波器三、实验原理1MTD前面讲过，运动目标速度信息是通过测量收发信号的频率差，也就是多普勒频率来获得的。动目标检测（MTD）雷达，采用多种技术提高杂波背景下检测动目标的能量。主要用一组多普勒滤波器组来提取运动目标的多普勒频率信息。2多普勒滤波器组多普勒滤波器的组成如图4.5.1 所示该滤波器有N -1根延迟线，每根延迟线的迟延时间是脉冲的重复周期 r T 。每路的权值其中i 表示第i 个抽头。滤波器的幅频特性是与k 有关的函数，如式（4-8）表示该滤波器的峰值产生在分子分母同

27、时为零的位置，即峰值频率为当k 取0, ,N -1的所有值时，就得到N个多普遍滤波器组。多普勒滤波器组的响应函数为该滤波器组覆盖了从零到雷达重复频率r F 的频率范围。对于数字信号，信号通过该滤波器组，相当于信号做DFT 运算，所以可用FFT 实现N 个滤波器组。如果运动目标的多普勒频率 l N f f l N f r d ( / ) ( +1) / ，则在第l个滤波器中有信号输出。3数字速度跟踪速度跟踪是指对目标的速度进行连续的测量。数字速度跟踪系统包括对速度信息的搜索，捕获，跟踪和失捕这些环节构成。工作方式类似距离跟踪系统，只是检测的信号不同。数字速度跟踪对多普勒滤波器的输出信息处理，而距

28、离根据是对回波包络的时域采样信号进行处理。在搜索状态下，雷达依次检测各滤波器的输出，判断该范围内是否有的运动目标存在。如果在某个滤波器输出位置检测时，满足速度跟踪的条件，确定该单元有目标存在，认为已经捕获到目标，开始对该单元的目标进行跟踪。跟踪时，保证距离跟踪波门自动跟踪目标，连续测量目标距离。在跟踪的过程中，一旦在某个单元跟踪时满足失捕条件，认为丢失目标，雷达重新开始搜索。4速度欺骗干扰速度欺骗干扰是指产生虚假或错误的速度信息干扰测速跟踪系统。主要有速度波门拖引干扰，多普勒频率闪烁干扰和距离速度同步干扰。我们主要介绍速度波门拖引干扰。运动目标速度波门拖引干扰的假目标频率函数 f (t) f

29、可用下式表述。其中d f 是目标的多普勒频率， v 是匀速拖引的速度和a 是匀加速度拖引时的加速度。在停拖期，真假目标在频率上近似重合，雷达很容易检测和捕获。由于假目标能量高于真目标能量，捕获后雷达会按照假目标地能量来调整接收机增益，对其进行连续测量和跟踪。停拖期要大于雷达检测和捕获目标需要地时间；拖引期，真假目标逐渐分离，当分离速度小于雷达跟踪目标地正常速度响应范围内时，由于在停拖期，假目标控制了雷达接收机的增益，而且假目标能量大于目标能量，所以雷达系统容易被假目标拖引开，抛弃真目标；在关闭期，欺骗干扰关闭，造成雷达跟踪信号突然中断。一般情况下，雷达跟踪系统需要滞留和等待一段时间。如果信号消失达到一定时间，雷达确认目标消失后，才能重新进行对目标的搜索、检测和捕获。四、实验步骤1 打开示波器。2 检查电源线是否连接，检查快速熔断器是否良好，打开雷达实验仪电源开关。3 连接时间基准信号11 到示波器外部触发EXT 口。连接目标回波积累输出9