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收稿日期：2020年10月13日，修回日期：2020年11月25日
作者简介：李尚生，男，硕士，教授，研究方向：导弹制导技术。王旭坤，男，硕士研究生，研究方向：微波、毫米波制导技术。付哲泉，男，博士研究生，研究方向：精确制导技术及其智能化。
1引言
随着雷达技术的不断发展，不同体制雷达的应
用，使得雷达分辨目标的能力有很大的提升，抗干扰性能越来越优异。数字射频存储技术的应用，可以快速、准确、有效地采取对抗措施
［1-4］
。DRFM 具
有存储能力可以复制雷达发射信号特征信息，可以有效地对现代雷达实施干扰。由于DRFM 具有良好的在线编程控制能力，灵巧方便，体积重量小等优点，故备受各国重视。国内由于起步较晚，在DRFM 研究方面具有较大的发展前景，研究DRFM 技术在军事领域的应用以及发展趋势具有重大意义。
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DRFM 技术原理、发展现状及应用
2.1
DRFM 技术原理
典型的DRFM 系统如图1所示，由ADC 模块，
存储与调制器模块，DAC 模块以及时钟工控模块组成［5］。将截获的雷达信号由ADC 模块下变频的基带信号进行高速采样，将数字信号转换成模拟信号，存储在存储与调制器模块，其保留了雷达信号携带的细微特征信息，在需要实施干扰时，调制上特定的目标信息，再由DAC 模块将数字信号转换成模拟信号，最后经上变频模块将中频信号转换成高频信号，由天线发射出去。
数字射频存储应用及发展趋势
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李尚生
王旭坤
付哲泉
（海军航空大学岸防兵学院
烟台
264001）
摘
要
雷达技术的发展，抗干扰能力不断提升，迫使干扰方法不断更新，其中数字射频存储（DRFM ）技术发挥着重要
作用。介绍了DRFM 的工作原理、发展现状以及军事领域的主要应用。结合雷达技术以及抗干扰技术的发展，重点对DRFM 的发展趋势进行了研究，为进一步发展DRFM 提供基础。
关键词
数字射频存储；工作原理；军事领域；发展趋势
中图分类号
TN97
DOI ：10.3969/j.issn.1672-9730.2021.04.002
Application and Development Trend of Digital Radio Frequency
Storage
LI Shangsheng
WANG Xukun
FU Zhequan
（College of Coast Guard ，Naval Aviation University ，Yantai
264001）
Abstract
With the development of radar technology and the improvement of anti-jamming capability ，the jamming methods
are constantly updated ，among which digital radio frequency storage （DRFM ）technology plays an important role.This paper intro ⁃duces the working principle ，development status and main applications of DRFM in military field.Combined with the development of radar technology and anti-jamming technology ，the development trend of DRFM is studied ，which provides the foundation for the further development of DRFM.
Key Words DRFM ，working principle ，military field ，development trend
Class Number
TN97
2021年第4期舰船电子工
程
图1DRFM系统组成
2.2DRFM发展及现状
从1975年英国第一台DRFM研制成功，经过几十年的发展与深入研究，伴随着高速采样技术、半导体
工艺以及电路结构等技术的进步，使得
DRFM在量化方式、瞬时带宽、存储时间、存储方式以及杂散性能等方面的性能有了质的飞跃。
相比于传统的单通道DRFM技术，文献［6~7］提出正交双通道DRFM实现结构以及信道化宽带数字射频存储系统，最大将瞬时带宽提升了一倍；除此之外，量化方式与瞬时带宽也有关系，采用相位量化比幅度量化容易获得大带宽，但是降低了输出信号的信噪比［8］。限于硬件性能的原因，DRFM 储器多采用一位量化方式，导致其性能不理想；随着半导体工艺的发展，美国所研制型号为KOR-1027的DRFM采用4位相位量化方式，与同代产品相比在瞬时带宽以及杂散性能方面有了较大的提升［9］，这方面我国经过长期的研究发展，目前已经将量化位数8位的DRFM应用于电子作战系统［10］。DRFM经过发展可以调制上目标散射特性，使雷达难以分辨目标真假［11］；在存储时间方面，美国生产的型号为Anaren的DRFM存储时间为250μs；21世纪初，英国EWST公司所研制的电子对抗模拟器，最大存储时间长达500μs。DRFM经过几十年的研究，已经得到长足的发展，在各个领域应用逐渐成熟，但各方面的性能仍需要不断的完善。研制低杂散特性、大存储的DRFM系统迫在眉睫［5］；随着新体制雷达的出现，雷达带宽不断增加，且实战中电子干扰所处的电磁环境具有多种辐射源，综合使用时频谱范围更宽，迫使DRFM瞬时带宽的增加；硬件方面的研制依旧任重道远，器件的衰落特性，存储容量等都会给电子对抗的实际应用中带来影响。
2.3DRFM军事应用
数字射频存储概念的提出主要是应用于军事领域，经过几十年的发展，目前军事领域主要应用于电子干扰［12~19］和雷达射频模拟器［20~25］的研制两个方面。2.3.1电子干扰
随着雷达技术的进步，雷达体制的发展，深度学习等一系列目标识别算法的应用［26~30］，使得传统的欺骗干扰容易被雷达所识别而剔除。由于DRFM的诸多优点，备受电子干扰领域学者的青睐。DRFM可以“存储”截获的雷达信号一些诸如相位等细微特征，干扰信号样式灵活具有高度相干性，且能调制上真实目标的散射特性，即产生的假目标不仅可以获得与真实目标相同的相干处理增益，而且具有类似的散射特性［11］，使得雷达难以分辨。
本文针对雷达发射信号不同、雷达体制不同，对于DRFM所采取的具体干扰方式进行论述。
信号模式层面，雷达技术日新月异，发射的信号越来越复杂。有线性调频信号、非线性调频信号、相位编码信号、步进频信号、携带极化编码信息的信号以及经过复杂调制的信号等。基于DRFM 的电子干扰，基本上均为转发式干扰，无论信号形式如何，其工作流程为截获雷达信号、存储雷达信号、添加干扰信息、发射假目标信号。其中在添加干扰信息这一过程由于信号形式不同，调制的方法也不尽相同；如线性调频脉冲压缩雷达，由于雷达信号在时间与多普勒频率之间存在较强的耦合性，故在干扰时采用移频干扰的方法［16］，达到欺骗雷达的效果。
对于不同的雷达体制，在实施干扰时具体的实现方法不同。相控阵雷达由于其在扫描方式、脉冲重复
频率以及脉冲宽度等方面变化灵活，这就要求DRFM对截获信号的采样方式、调制方法、转发速度等方面灵活多变。脉冲多普勒雷达，采用相干脉冲串信号，对回波进行相参积累，具有较强的抗非相干干扰能力；基于DRFM的电子干扰不仅具有高度相干性，还可以通过既定的转发间隔，灵活控制包含距离、速度信息的一系列假目标［31］。对于具有测高性能的雷达，一般的假目标逼真度较低，易被剔除，文献［19］基于无人机控制以及DRFM干扰，使得假目标运动状态更加逼近真实目标，这说明基于DRFM进行的干扰不仅需要对截获的信号进行调制，还需要平台本身的配合与控制。
2.3.2DRFM在射频仿真中的应用
DRFM技术除广泛应用于电子干扰以外，还普遍应用于雷达射频模拟器领域，用于测试评价以及雷达系统研发，故各个国家均十分重视射频仿真技术的研发与应用。
美国诺·格公司研究开发了庞大的电磁环境作
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总第322期
战模拟器（CEESIM）可以模拟复杂动态电磁环境，可以有效地对雷达等电子战设备进行测试。南非航空电子设备公司研制小型雷达信号模拟器具有重量轻，便于携带的优点，且能模拟产生6个固定频率
的模拟信号［32］。相比于国外，我国射频仿真领域起步较晚，初期大多是模拟单个点目标，或者多个点目标的组合，反映复杂环境可视化模拟研究较弱。经过几十年的发展，射频仿真领域已初具规模；文献［20］基于DRFM与数字图像合成器，实现了高分辨雷达目标回波模拟器，可以逼真的模拟复杂目标的一维距离像；陈雷［22］等以DRFM为核心完成了基于目标特性的宽带雷达目标回波信号实时重构系统，具有较好的模拟精度；南京航空航天大学对相参雷达所处电磁环境进行了系统的模拟，并对某型雷达进行了测试，结果显示，研制的模拟器系统可以精确、稳定地工作［24］。
3发展趋势
随着雷达技术的发展，雷达干扰技术发展也是突飞猛进，DRFM以其优异的性能愈来愈受电子干扰领域专家的重视。但是DRFM的发展依旧存在着不足，先进的干扰理论由于硬件工艺的落后，不能应用于装备，只能在软件仿真中实现；对先进的雷达如相控阵雷达、认知雷达以及MIMO雷达等无法实施有效的干扰；对复杂的信号波形不能很好地采样存储，甚至暴露自己的干扰信息。故，DRFM 依旧有很大的发展空间，以下是对DRFM发展的展望。
3.1对新体制雷达的有效干扰
不同体制的雷达，根据其发射信号特点以及探测目标的原理进行转发式欺骗干扰。相控阵雷达其发射信号具有截获概率低的特点，抗干扰能力较强；且其波束指向、驻留时间控制灵活，可以对不同方位
实施探测；对仅用一部干扰机实施有效干扰提出了很大的挑战。成像雷达发射宽带信号，对目标进行成像、识别；单个脉冲时间较长，对DRFM的存储方式以及存储量提出了更高的要求。基于此，不仅要求改善硬件工艺提升DRFM的存储性能，更需要发展有效的信号存储技术，以降低DRFM应用对存储性能的要求［33］。
3.2对复杂信号波形的有效处理
在雷达抗干扰中，发射复杂波形抗干扰具有较好的抗干扰能力，其针对DRFM采样、存储、调制、转发需要处理时间以及对发射信号“加密”处理而进行的主动抗干扰方式［34~35］，这就要求提升芯片工艺，增加存储量，对截获的雷达信号进行快速处理，以应对雷达发射的复杂波形。DRFM可以准确复制雷达信号的信息，但是无法预知雷达下一时间的发射信号，文献［36］基于脉冲分集理论发射携带水印的信号，利用回波信号延迟的时间，对比回波上数字水印的不同，以达到抗DRFM干扰的效果。这就要求DRFM在延迟转发之前，利用深度学习等有效算法，破译敌方信号的规则，有针对性地延迟转发干扰。
3.3对DRFM器件特性的改善
对抗基于DRFM的欺骗干扰，不仅有发射复杂信号波形的主动抗干扰方式，还有基于DRFM组成器件固有特性，导致转发信号与真实目标回波信号差异进行的抗干扰识别。基于DRFM转发信号的相位量
化特性，以识别干扰信号［37］；除此之外在进行采样量化时，将导致转发信号有谐波分量产生，易被识别。故，今后研究干扰算法的同时应提高
DRFM各个组成器件的工艺水平，可以高逼真地模拟出假目标信号。
3.4高逼真的欺骗干扰
随着宽带雷达的应用，真实目标的回波不再是点目标，而是由许多强散射点的回波叠加之和，且回波中包含着极化信息；所以基于DRFM的转发式欺骗干扰在对信号进行调制时，需要添加真实目标的散射特性，以使得假目标更加逼真；在对截获的信号进行量化、采样时的量化方法以及量化位数也会影响假目标的逼真性；除此之外，考虑到假目标个数、假目标在高度、角度、速度、距离之间的耦合关系，在程序设置时应更加谨慎，也是当前急需解决的问题。
3.5智能化欺骗干扰
认知雷达是新一代智能雷达系统，在雷达信号的接收与发射具有自适应能力，可以与环境进行交互学习，以调整自身的参数，提高对环境的适应性能［38］。基于DRFM的转发式欺骗干扰灵活多变，对信号的采样、存储方式以及调制多种多样；但是只能按照既定的程序进行转发处理，没有达到自适应，可调节的能力。随着人工智的发展，逐渐应用于各个领域，但是在DRFM方面却少有研究；将人
工智能技术应用于DRFM工作流程中，以使其能够根据环境，自主选择信号量化方式、采样率、量化位数、存储方式以及调制方法等，以适应复杂的电磁环境。
4结语
传统的干扰方式无法有效地在复杂的电磁环
李尚生等：数字射频存储应用及发展趋势6
seifert
2021年第4期舰船电子工程
境中实施干扰；DRFM技术至今，已得到长足的发展，在电子对抗，射频仿真领域发挥着至关重要的作用。但是在具体应用上依旧存在着许多不足，有很大的发展空间，依旧是电子战领域研究的热点。
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