宽带高灵敏度侦察干扰一体化设备的设计与实现

发布时间：2020-07-19 14:51

【摘要】：现代电子战设备工作在错综复杂的电磁背景环境中,而且待侦察的电子战目标信号具有频带分布宽、地域分布广、信号样式复杂、干扰噪声重叠等特点,从而要求侦察干扰系统要能够满足瞬时带宽大、接收灵敏度高、动态适用范围大的要求。此外为了对目标信号实施精确快速的干扰,需要接收系统不仅要具有对接收的众多信息进行快速处理的能力,而且还要有对高密度信号环境适应的能力,这就要求侦察干扰系统的性能更加优秀。一体化技术研究的不断向前开展,侦察干扰一体化设计在电子对抗领域受到了越来越多的关注,但是当前国内研究大多处于理论研究和系统仿真阶段。因此,增强电子对抗装备的一体化工程研究意义重大。本文基于软件无线电架构,研发一种侦察干扰一体化设备,在这种设备的硬件平台上既可以完成通信信号的侦察、干扰功能,也可以实现30MHz~500MHz频段内的定频信号和跳频信号检测、调制样式识别、参数测量,并产生所需的30MHz~500MHz频率范围内的干扰信号。干扰信号的种类有噪声调频、噪声调幅等样式。工程研制的侦察干扰一体化设备可以实现240MHz瞬时带宽处理,瞬时动态可以达到60dB,因此可以快速发现并锁定目标信号并发起干扰,提高干扰效能。此外,侦察干扰一体化设备的侦察灵敏度的性能得到了显著的提升,大大提高了截获小信号的概率。侦察干扰一体化设备产生的干扰信号种类多种多样,针对不同的目标信号采用不同的干扰策略,干扰方式变得更加灵活多样,有效的提高了干扰效率,降低了不必要的功率损耗。工程研制还解决了设备干扰工作时,侦察通道的自我保护问题。此外,侦察干扰一体设计,使设备变得更加轻便,功耗也得到了大大降低。本文在介绍了课题的应用领域、意义以及国内外研究的历史与现状后,开展了侦察干扰一体化设备的方案设计,并对侦察干扰一体化设备方案涉及的基本理论,包含信号采样定理和频率合成原理进行了分析。论述了变频模块、本振模块、采样及信号产生模块、信号分路模块等各模块详细方案设计方法,并完成了整机集成联试和性能指标测试。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN97
【图文】：

信号流程图

些重要器件工作状态的检测。其中，AD 工作状态需要联合前端和后端处理状态来进行综合判断。FPGA 状态可通过检测指示 FPGA 程序加载成功的信号实现，DONE 信号为低电平时指示 FPGA 程序加载成功。2.8 主要技术指标分析2.8.1 灵敏度指标要求：-107dBm（带宽 25kHz）。系统灵敏度一般常用的计算公式是[4]：Pin=-174dBm+Nf+10logBr+SNR 式（2-1）中：Nf为接收机噪声系数；Br为接收机处理带宽；SNR 为完成侦察处理所需的最小信噪比。影响噪声系数的模块主要是路模块以及下变频模块，如图 2-8 所示，噪声系数计算过程见图 2-9。

计算图,噪声系数,计算图,动态范围

图 2-9 噪声系数计算图本方案中，噪声系数是 9.18dB，处理带宽 Br为 25kHz，侦察处理所需的最信噪比为 10dB，则：Pin=-174+9.18+10log25000+10= -110.8（dBm）满足侦察灵敏度指标－107dBm（带宽 25kHz）的要求。2.8.2 瞬时动态系统的动态范围与下变频模块的动态、本振相位噪声指标以及采样及信号生模块的采样器都息息相关[5]。下变频的动态范围主要与所用器件本身的参数以及电路设计有关，通过仿及合理增益分配，变频模块的动态范围大概为 65dB。ADC 选用 14 位 A/D 转换器，考虑其最低两位抖动，其动态范围为 65dB，-65dBm~0dBm 区间内。变频模块的增益位在 30dB，信号分路模块为 15dB，两者共计 45dB。处理宽为 25kHz ，信道中频输出噪底的理论值为： Pn=-174+10+10log25000

信号采样,时域信号,采样值,和图

信号采样

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