數(shù)字信道化接收機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展、數(shù)字技術(shù)的廣泛應(yīng)用,現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的作戰(zhàn)模式逐漸發(fā)生改變,已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐愿呖萍紴橐劳小⒁噪娮討?zhàn)為重要作戰(zhàn)形式的信息戰(zhàn).現(xiàn)代電子戰(zhàn)環(huán)境異常惡劣:信號(hào)覆蓋范圍廣、密集度高;信號(hào)形式復(fù)雜多變,具有低截獲概率、低識(shí)別概率的特點(diǎn);信號(hào)綜合威脅程度高;噪聲與各種形式的干擾并存.因此,在這樣復(fù)雜的現(xiàn)代電子戰(zhàn)環(huán)境中,作戰(zhàn)雙方誰能夠通過先進(jìn)的電子偵察設(shè)備不斷準(zhǔn)確地截獲到對(duì)方的信息,誰就能取得戰(zhàn)場(chǎng)的主動(dòng)權(quán).而作為電子偵察系統(tǒng)重要組成部分的電

2、子戰(zhàn)接收機(jī),以往都是采用模擬方法實(shí)現(xiàn),目前已遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代電子戰(zhàn)的作戰(zhàn)需求.因此,研究新型的電子戰(zhàn)接收機(jī)勢(shì)在必行. 隨著現(xiàn)代信號(hào)處理技術(shù)的飛速發(fā)展和通信領(lǐng)域中軟件無線電技術(shù)的不斷成熟,電子戰(zhàn)接收機(jī)迎來了新的曙光.伴隨而來的是新型的寬帶數(shù)字接收機(jī).它以靈敏度高、動(dòng)態(tài)范圍大、測(cè)試精度高、穩(wěn)定性好、數(shù)字化后的數(shù)據(jù)可以長(zhǎng)期存儲(chǔ)等優(yōu)良性能倍受關(guān)注,引領(lǐng)接收機(jī)未來的發(fā)展方向.數(shù)字信道化接收機(jī)作為數(shù)字接收機(jī)的一種,具有獨(dú)特的優(yōu)越性能,截獲概率

3、高、靈敏度高、動(dòng)態(tài)范圍大、良好的頻率分辨率和能對(duì)同時(shí)到達(dá)信號(hào)的處理能力,近幾年來是國(guó)內(nèi)外科研的一個(gè)熱點(diǎn).盡管如此,該課題研究仍處于起步階段,技術(shù)尚未成熟,還有許多關(guān)鍵技術(shù)問題有待解決.因此,對(duì)數(shù)字信道化接收機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的研究具有重要的意義. 本文就數(shù)字信道化接收機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了討論,建立了以時(shí)頻分析的短時(shí)傅立葉變換(STFT)濾波器組為基礎(chǔ)的接收機(jī)系統(tǒng)模型. 首先,將模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)采樣后的數(shù)據(jù)進(jìn)行I、Q正交解調(diào),從

4、而得到兩路正交信號(hào).由此,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)偵察信號(hào)的脈沖幅度(PA)預(yù)估計(jì)、載頻(RF)預(yù)估計(jì).然后,將正交信號(hào)送入時(shí)頻濾波器組,以實(shí)現(xiàn)信道化處理.經(jīng)由通過Parks-McClellan算法得到的最優(yōu)線性相位特性濾波器組對(duì)信號(hào)進(jìn)行STFT處理后,信號(hào)就被分到多路窄信道中,同時(shí)獲得信號(hào)的時(shí)頻譜圖,信號(hào)的細(xì)微特征得到很好地反映.當(dāng)信號(hào)經(jīng)過信道化處理后,采用非相參積累的方法進(jìn)行處理,提高了信號(hào)的虛警檢測(cè)概率.為了提高系統(tǒng)的測(cè)頻精度,在某信道檢測(cè)到信

5、號(hào)之后,對(duì)其進(jìn)行數(shù)字瞬時(shí)測(cè)頻(DIFM)處理,獲得數(shù)字瞬時(shí)測(cè)頻值DIFMs.完成信號(hào)檢測(cè)、瞬時(shí)測(cè)頻工作之后,通過特征參數(shù)提取,構(gòu)建出截獲信號(hào)的特征矢量,送入后面的編碼單元進(jìn)行最后處理.在編碼單元中,結(jié)合前面的PA、RF預(yù)處理結(jié)果,對(duì)送入的特征矢量進(jìn)行主處理,實(shí)現(xiàn)脈沖幅度、載頻、脈沖寬度、到達(dá)時(shí)間的估計(jì).在對(duì)信號(hào)頻率進(jìn)行估計(jì)時(shí),采用非相參積累的加權(quán)平均化DIFM方法,得到信號(hào)的瞬時(shí)頻率估計(jì)值.經(jīng)由正弦輸入信號(hào)對(duì)頻率估計(jì)器進(jìn)行仿真評(píng)估,在相

6、同條件下將DIFM結(jié)果、加權(quán)平均DIFM結(jié)果同克拉美羅(Cramer-Rao)下界進(jìn)行比較,可以發(fā)現(xiàn)DIFM算法使截獲到的信號(hào)的載頻估計(jì)精度得到顯著提高,加權(quán)平均DIFM結(jié)果非常接近Cramcr-Rao下界,進(jìn)一步提高頻率的測(cè)量精度,滿足了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求.最后,基于線性調(diào)頻信號(hào)(LFM)具有調(diào)頻斜率的特點(diǎn),在編碼單元中采用基于最小二乘法估計(jì)的自動(dòng)調(diào)制識(shí)別算法對(duì)截獲信號(hào)進(jìn)行識(shí)別,并且給出了算法的流程圖. 針對(duì)上述系統(tǒng)模型分析,本文