數(shù)字信道化接收機關(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?、以電子?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:信號覆蓋范圍廣、密集度高;信號形式復(fù)雜多變,具有低截獲概率、低識別概率的特點;信號綜合威脅程度高;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)確地截獲到對方的信息,誰就能取得戰(zhàn)場的主動權(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,以往都是采用模擬方法實現(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)接收機勢在必行. 隨著現(xiàn)代信號處理技術(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)接收機迎來了新的曙光.伴隨而來的是新型的寬帶數(shù)字接收機.它以靈敏度高、動態(tài)范圍大、測試精度高、穩(wěn)定性好、數(shù)字化后的數(shù)據(jù)可以長期存儲等優(yōu)良性能倍受關(guān)注,引領(lǐng)接收機未來的發(fā)展方向.數(shù)字信道化接收機作為數(shù)字接收機的一種,具有獨特的優(yōu)越性能,截獲概率

3、高、靈敏度高、動態(tài)范圍大、良好的頻率分辨率和能對同時到達(dá)信號的處理能力,近幾年來是國內(nèi)外科研的一個熱點.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,對數(shù)字信道化接收機關(guān)鍵技術(shù)的研究具有重要的意義. 本文就數(shù)字信道化接收機的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了討論,建立了以時頻分析的短時傅立葉變換(STFT)濾波器組為基礎(chǔ)的接收機系統(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.由此,可以實現(xiàn)對偵察信號的脈沖幅度(PA)預(yù)估計、載頻(RF)預(yù)估計.然后,將正交信號送入時頻濾波器組,以實現(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信號進(jìn)行STFT處理后,信號就被分到多路窄信道中,同時獲得信號的時頻譜圖,信號的細(xì)微特征得到很好地反映.當(dāng)信號經(jīng)過信道化處理后,采用非相參積累的方法進(jìn)行處理,提高了信號的虛警檢測概率.為了提高系統(tǒng)的測頻精度,在某信道檢測到信

5、號之后,對其進(jìn)行數(shù)字瞬時測頻(DIFM)處理,獲得數(shù)字瞬時測頻值DIFMs.完成信號檢測、瞬時測頻工作之后,通過特征參數(shù)提取,構(gòu)建出截獲信號的特征矢量,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,對送入的特征矢量進(jìn)行主處理,實現(xiàn)脈沖幅度、載頻、脈沖寬度、到達(dá)時間的估計.在對信號頻率進(jìn)行估計時,采用非相參積累的加權(quán)平均化DIFM方法,得到信號的瞬時頻率估計值.經(jīng)由正弦輸入信號對頻率估計器進(jìn)行仿真評估,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的載頻估計精度得到顯著提高,加權(quán)平均DIFM結(jié)果非常接近Cramcr-Rao下界,進(jìn)一步提高頻率的測量精度,滿足了系統(tǒng)的設(shè)計要求.最后,基于線性調(diào)頻信號(LFM)具有調(diào)頻斜率的特點,在編碼單元中采用基于最小二乘法估計的自動調(diào)制識別算法對截獲信號進(jìn)行識別,并且給出了算法的流程圖. 針對上述系統(tǒng)模型分析,本文