基于时域变换的多路径干扰检测技术研究
发布时间：2021-07-10 02:33
为降低再入飞行器微波测距系统电磁易损性敏感风险,提出了基于时域变换的多路径干扰检测技术,通过理论分析与仿真验证表明此项技术完全可以实现,该技术可同时用于多路径干扰的识别与滤除方法的选择。
【文章来源】：导弹与航天运载技术. 2020,(06)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
低隔离度下脉宽内外信号功率Fig.7InternalandExternalSignalPowerofPulseWidthunderLowIsolation
号[1]。由于干扰信号与发射机本振信号具有相同的信号特征，当干扰信号的强度达到甚至超过接收机信号处理电路门限时，微波测距系统便会产生性能下降乃至失效。开展基于时域变换的多路径干扰检测技术研究，可以识别信号传输链路中的多路径干扰并对其强度进行定量分析，便于制定有效地干扰抑制措施。1多路径干扰的形成与影响电磁干扰[2]故障包括3个方面，分别为干扰源、敏感体和干扰路径。再入飞行器微波测距系统的电磁干扰故障敏感体为收发处理装置，干扰源应为系统所泄漏出的微波信号。泄漏源分析如图1所示。图1微波测距系统泄漏源分析示意Fig.1AnalysisofLeakageSourceofMicrowaveRangingSystem干扰路径一般可分为前门耦合（指通过天线进行耦合）和后门耦合（指通过线缆、屏蔽体孔缝进行耦合）[3]。一般情况下，射频电缆、连接器的屏蔽效能都在100dB以上，而屏蔽体的导电不连续性（即屏蔽体上存在的孔洞、缝隙）则会导致屏蔽效能的降低。通常认为，在高频时，屏蔽效能主要取决于产品壳体上或天线安装口面处的孔洞和缝隙的大校当微波入射到屏蔽体上时，会在屏蔽体上感应出电流。如果屏蔽体上有导电不连续点，例如：一个缝隙，就会在缝隙边缘形成电压，于是就形成了一个电偶极子天线，当N
李晨阳等基于时域变换的多路径干扰检测技术研究第6期117个尺寸相同的孔缝排列在一起，并且相距很近时，孔缝阵列的屏蔽效能会大大下降（理论数值为10×logN）。孔缝泄漏原理示意如图2所示。a）后门耦合b）前门耦合图2孔缝泄漏原理示意Fig.2SchematicDiagramofHoleLeakagePrinciple图3为使用“波门等代法”的微波脉冲测距系统。dBWt输出t输入t图3等待波门原理示意Fig.3SchematicDiagramofWaitingWaveGatePrinciplet—等待波门宽度被目标反射回来的脉冲信号前沿与发射脉冲前沿之间的延迟时间为Rt[4]，则被测距离为RRtC/2（1）式中C为光速。泄漏出的微波信号在仪器舱内表面多次反射，并再次通过泄漏位置（可能非同点）耦合进入射频链路，当其时序进入收发处理装置的等待波门且能量足够时便会形成欺骗性距离信息进而诱发测距异常。对于利用多普勒效应的微波探测系统，舱内外微波信号虽存在相位差，但如果多路径干扰信号的强度足够时会严重降低收发处理装置的信噪比，使得有效信号被自动增益控制电路压制而无法识别，同样会诱发系统工作异常。2基于时域变换的多路径干扰检测技术采用高隔离度脉冲幅度调制技术，即脉宽外微波信号的直接耦合必须低于接收到的最低弱信号。为保证接收机具有较大的动态范围，一方面利用功率放大器对发射信号功率进行放大，另一方面接收端增加低噪声放大器，以实现对小功率回波信号的准确接收。对于天线接收到的射频回波信号，进行下变频处理，频域信号既包含有效回波信号同时也存在多路径反射信号和无效信号等干扰。采用线性调频Z变换（ChirpZTransform，CZT）和时域门选通实现对无效干扰信号的抑制，即
本文编号：3275003
【文章来源】：导弹与航天运载技术. 2020,(06)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
低隔离度下脉宽内外信号功率Fig.7InternalandExternalSignalPowerofPulseWidthunderLowIsolation
号[1]。由于干扰信号与发射机本振信号具有相同的信号特征，当干扰信号的强度达到甚至超过接收机信号处理电路门限时，微波测距系统便会产生性能下降乃至失效。开展基于时域变换的多路径干扰检测技术研究，可以识别信号传输链路中的多路径干扰并对其强度进行定量分析，便于制定有效地干扰抑制措施。1多路径干扰的形成与影响电磁干扰[2]故障包括3个方面，分别为干扰源、敏感体和干扰路径。再入飞行器微波测距系统的电磁干扰故障敏感体为收发处理装置，干扰源应为系统所泄漏出的微波信号。泄漏源分析如图1所示。图1微波测距系统泄漏源分析示意Fig.1AnalysisofLeakageSourceofMicrowaveRangingSystem干扰路径一般可分为前门耦合（指通过天线进行耦合）和后门耦合（指通过线缆、屏蔽体孔缝进行耦合）[3]。一般情况下，射频电缆、连接器的屏蔽效能都在100dB以上，而屏蔽体的导电不连续性（即屏蔽体上存在的孔洞、缝隙）则会导致屏蔽效能的降低。通常认为，在高频时，屏蔽效能主要取决于产品壳体上或天线安装口面处的孔洞和缝隙的大校当微波入射到屏蔽体上时，会在屏蔽体上感应出电流。如果屏蔽体上有导电不连续点，例如：一个缝隙，就会在缝隙边缘形成电压，于是就形成了一个电偶极子天线，当N
李晨阳等基于时域变换的多路径干扰检测技术研究第6期117个尺寸相同的孔缝排列在一起，并且相距很近时，孔缝阵列的屏蔽效能会大大下降（理论数值为10×logN）。孔缝泄漏原理示意如图2所示。a）后门耦合b）前门耦合图2孔缝泄漏原理示意Fig.2SchematicDiagramofHoleLeakagePrinciple图3为使用“波门等代法”的微波脉冲测距系统。dBWt输出t输入t图3等待波门原理示意Fig.3SchematicDiagramofWaitingWaveGatePrinciplet—等待波门宽度被目标反射回来的脉冲信号前沿与发射脉冲前沿之间的延迟时间为Rt[4]，则被测距离为RRtC/2（1）式中C为光速。泄漏出的微波信号在仪器舱内表面多次反射，并再次通过泄漏位置（可能非同点）耦合进入射频链路，当其时序进入收发处理装置的等待波门且能量足够时便会形成欺骗性距离信息进而诱发测距异常。对于利用多普勒效应的微波探测系统，舱内外微波信号虽存在相位差，但如果多路径干扰信号的强度足够时会严重降低收发处理装置的信噪比，使得有效信号被自动增益控制电路压制而无法识别，同样会诱发系统工作异常。2基于时域变换的多路径干扰检测技术采用高隔离度脉冲幅度调制技术，即脉宽外微波信号的直接耦合必须低于接收到的最低弱信号。为保证接收机具有较大的动态范围，一方面利用功率放大器对发射信号功率进行放大，另一方面接收端增加低噪声放大器，以实现对小功率回波信号的准确接收。对于天线接收到的射频回波信号，进行下变频处理，频域信号既包含有效回波信号同时也存在多路径反射信号和无效信号等干扰。采用线性调频Z变换（ChirpZTransform，CZT）和时域门选通实现对无效干扰信号的抑制，即
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