调频多普勒定距系统电子干扰环境适应性研究

发布时间：2020-04-26 07:55

【摘要】：调频多普勒定距系统在近程探测领域有着广泛的应用。随着电磁环境的日益复杂和电子对抗技术的不断进步,如何客观、准确、定量地分析和评价干扰信号对该系统的干扰效果,逐渐成为电子对抗领域广泛关注的重要课题。针对这一点,本文以三角波调频多普勒定距系统为例,结合理论分析、仿真实验和试验验证,系统地研究了该系统在典型电子有源干扰信号下的抗干扰性能。论文首先给出了调频多普勒定距系统的原理框图,分析了其工作原理,推导了信号处理各阶段的信号形式,并基于Simulink构建动目标探测过程的系统仿真模型。接着针对规则信号干扰,包括周期波形调幅瞄准干扰、周期波形调幅扫频干扰和周期波形调频干扰,推导了信号处理各阶段的信号形式和所需条件,以输出信号包络形状和幅度为衡量标准,定量分析了影响欺骗性干扰效果的因素；针对噪声信号的噪声调幅干扰和噪声调频干扰,推导了信号处理各阶段的信号功率,以信号处理过程信干比增益为衡量标准,定量分析了影响压制性干扰效果的因素。基于Simulink构建干扰仿真实验平台,对理论结果进行验证。论文最后基于NI的射频信号处理器构建了实际的调频多普勒定距系统的干扰试验平台,通过大量的试验验证和数据分析证明了前文推导的有关结果,并取得相关研究结论：调频多普勒定距系统对绝大部分干扰信号都具有较高的抗干扰能力,唯独对扫频信号缺乏抗干扰性。因此,可以从该结论出发,改善调频多普勒定距系统的电路设计和信号处理方法,提高其实际工程应用时的可靠性和稳定性。
【图文】：

模块图,射频信号,模块,仿真模型

逡逑２．５．１仿真的整体模块逡逑图２．６给出了仿真的整体模块图，分为２次谐波和４次谐波两路。包含了射频信号逡逑模块、信号处理模块、包络检波模块、测频模块、包络口限判决模块等子模块。整体的逡逑流程为：回波信号和本地信号混频，从ｒａｄｉｏ模块输出混频信号，分别经过两路的信号逡逑处理模块ｐｒｏｃｅｓｓ］和ｐｒｏｃｅｓｓ４进行处理。信号处理模块出来的信号一部分进入包络检波逡逑模块进行检波，两路的包络一起送入包络口限检测模块进行包络口限的判断；信号处理逡逑模块出来的另一部分信号送入ＦＦＴ模块进行多普勒频率的测定，从而判断速度是否合逡逑理。逡逑ｒａｄｉｏ邋与邋Ｉ逡逑言邋Ｉ逡逑＾逦￣￣Ｉ邋＾逡逑号邋马画邋ｐＴ３ｃｅｓｓ２逦号写邋ｌｐＴｓｃｅｓｓ４逡逑0邋0邋Ｉ逦0邋０邋Ｉ逡逑ｉ逦＾逦＾邋￣￣逦＾邋￣￣？逦．逡逑￣ｉ￣￣逦ｉ￣￣ｈ逦￣ｉ￣￣ｋ邋￣Ｉ￣￣逡逑号邋ＦＦＴ１逦号逦与逦Ｉｄ５ｍｏ２邋号逦ＦＦＴ２逡逑0逦0逦Ｉ逦0逦Ｉ逦0逡逑＜Ｎ逦々逡逑ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ邋侜＾暑逡逑0逡逑＾邋Ｉ逡逑Ｏｐ封ａｔ的１逦Ｉ逡逑ｌａｕｎｄｉ逦巧巧ｂｓｐ色逡逑ｑｉｄｏｎｇ邋Ｊ＊￣￣Ｉ邋Ｕ｛邋：邋：＇邋｜＜逦１逡逑图２．邋６整体仿真模型逡逑２．５．２射频信号模块逡逑图２．７为射频信号模块。首先需要产生Ｈ角波线性调频信号。用周期序列模块产生逡逑周期为ｌＯｕｓ、峰峰值为２的兰角波信号，去驱动ＶＣＯ模块，ＶＣＯ模块的中心频率设为逡逑３．５５Ｇ化，输入敏感度为２５ＭＨＺ／Ｖ，送样可Ｗ产生中频频率３．５５Ｇ化带宽５０Ｍ化的Ｈ逡逑角波线性调频信号。把此信号做相应的动态延迟

模块图,射频信号,模块,次谐波

图２．邋７射频信号模块逡逑２．５．３信号处理模块逡逑图２．８为信号处理模块。由于选择２次谐波和４次谐波进行定距，所Ｗ需要分别设逡逑计带通滤波器滤出频率在２００ＫＩｉｚ和４００ＫＨＺ附近的２次谐波和４次谐波，带通滤波器逡逑的带宽要合理设置，保证只能通过本次谐波信号，，尽量过滤相邻次谐波信号。得到的信逡逑号分别和频率为２００ＫＨＺ和４００ＫＨＺ的本振信号做二次混频，混频完后的信号经过低通逡逑滤波器便得到最终的多普勒信号。逡逑Ｉｎｉ逦￣逦ｐＳ逦邋逦邋逦逡逑￣￣？逦—Ｔ—￣￣｜—？邋ｄｕｏｐｕｌｅ２ｄ邋｜逡逑巧邋ｏｄｕｃｔｉ逦之拉邋Ｗ３？ｄ邋苗逦了。ＶＶｏｆｋｓｐｓｔｃｅ逡逑Ａ邋口邋３ｌ邋巧逦Ａｎａｌ邋巧逦Ｈｏｌｄ逡逑Ｒｔｅ邋Ｄｅｓｉｇｎ逦Ｆｉｌｌｓ．邋Ｄｅｓｉｇｎ２逡逑位扛。。逡逑Ｓｉｎｓ邋Ｗａｖｓ逡逑图２．邋８信号处理模块逡逑２．５．４包络检波模块逡逑图２．９为包络检波模块。多普勒信号的包络包含了定距所需的信息，需要提取其包逡逑络，来进行距离的判定。多普勒信号为调幅信号的形式，所＾可１＾使用整流加低通滤波逡逑的方式提取包络。这里Ｗ取绝对值的方法模拟全波整流，低通滤波器的截止频率应该远逡逑小于两倍多普勒频率。检波后的包络幅度有着一定的衰减，通过计算出衰减幅度，进行逡逑相应的增益补偿
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN972

【参考文献】