基于射频功放非线性的欺骗干扰识别
发布时间：2021-09-06 12:51
欺骗干扰是指干扰机发射和真实信号在时、频、空等域高度相似的信号来误导接收机。与压制式干扰相比,欺骗式干扰所需装置简单、隐蔽性更强、更加不易被察觉,日益成为雷达通信和卫星导航等系统面临的主要安全威胁。抗欺骗干扰的本质和前提是接收机端能正确的判定接收到的信号是否为欺骗干扰信号。本文借助辐射源识别的思想,分别从信号分析和硬件建模两个角度进行欺骗干扰和真实信号的特征提取,在加性高斯白噪声信道下,基于该特征向量利用支持向量机和统计检测方法进行欺骗干扰信号和真实信号的分类识别,再使用非线性射频功率放大器开发板进行数据采集和实验仿真。本文的主要研究工作如下：1系统的阐述了辐射源识别的基本原理、欺骗干扰和特征提取的研究现状等。从硬件角度分析了欺骗干扰机射频前端非线性产生的原理,介绍了常用非线性指标,利用ADS设计并仿真了射频功放,研究其谐波失真、交调失真等非线性特性,为基于射频功放非线性的欺骗干扰识别奠定基础。2从信号分析的角度来研究欺骗干扰的识别。首先提取并选择真实信号和欺骗干扰信号的时频Renyi熵、小波系数分解的奇异值、双谱切片分别作为其特征向量。然后,基于这些“指纹”特征,利用支持向量机分类算...
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１转发干扰中干扰机与发射机的几何配置??根据图２．１建立转发式干扰的数学模型，则有：??立＋
由于干扰机中各元器件的共同作用，输入到干扰机的真巧信巧在经过干扰机的处??理，输出的转发式干扰信号必然存在差异［４２］。因此，有必要从干扰机硬件结构出发，研究干??扰机中各元器件对干扰信号产生的细微影响。典型转发式干扰机结构如图２．２所示［＂］，主要??由接收单元、延时单元和发射单元组成。其中信号接收单元将接收到的真实模拟信号通过混??频器转和模数转换（ＡＤＣ）器转换成中频数字信号，常用方案有超外差式、直接下变频式和镜??像抑制式接收机。干扰生成单元主要目的是产生干扰信号，通常是山ＦＰＧＡ控制的ＦＩＦＯ进??行延时操作。干扰信号发送单元用于发送干扰信号，由微处理控制单元输入控制指令，对干??扰生成单元产生的延时十扰进行数模转换（ＤＡＣ）、滤波、上变频和放大后发送出去ＩＷ。ＷＷ??看出转发式干扰机．卡耍由低噪声放大器、滤波器、混频器、品体振荡器、ＡＤＣ、ＤＡＣ和时钟??控制等器件构成。??信号接收单元?ｉｊ＂?￣￣１??Ｉ?！｜——Ｊ————————！?１??Ｔ——————————１１?；??＇?＇Ｉ?ＦＩＦＯ?时钟?Ｉ??＼?ｉｔ／?１?控制?！??、?ｒ???！?Ｉ??Ｉ???????????｜［?Ｉ??—■ｈ放大器＾滤波器上变频滤波器＜一?ＤＡＣ?＜－Ｈ—?！??Ｉ?????????Ｉ?Ｉ！???Ｉ??！?干扰发送单元?下扰生成单元１??图２．２典型转发式欺骗干扰机结构枢阁??从转发式欺骗干扰机的结构图中可知，功率放大器是转发式欺骗干扰机射频链路中最重??要的器件之一。在实际应用中
?巧分析非线性系统的非线性噪声。??图２．１０给出了图２．７设计中的功率放大器的谐波平衡法仿真原理图，对应输入和输出信??号的时域国和频域图分别如图２．１１（３巧ｎ?２．１１（ｂ）所示。??Ｉ?ＨＡＨｔｉ?ＯＮ?Ｃ?ＨＡＩ．ＡＮＣＨ?｜?ｉ＇．：??，＂ｒ??巧品?｜？＇ｒ．？〇〇ｉ．．?＇??Ｍ．－？ｘ０？ｉｅｉ－８?ＲＦ＿ｐ，ｆ－４０?ｆＴＴｌ?；?．?４??Ｆ？ｑ［ｌ＞ＲＦ＿ｆｅｑ＊ｆｃｐａｃｉｉｇ．Ｃ）?ＲＦ＿５ｅｑ＝ｌ９００ＭＨｚ?ｉ?＾ＶＡＲＩ?＋１．ＳＲＣＩ??Ｆｉｅｑ?２?＾ＲＦ，?ｆｉｅｑ－ｔｅｐａｃ?ｉｉｇ－＾＞?ｓｐｅｃ?ｈｇ－ｌＯＷＨ?ｚ?Ｉ?Ｉ?Ｖｂｉａｓ＝５Ｖ?Ｖｄｃ＾Ｖｂａｓ??Ｏｉｒｉｅｒｌ?）－４?■■?Ｉ?Ｉ?＋?．?—??〇Ｋｋ？记?ｋＨ２??ＳｗｅｏｐＶｎｉ＝?－７—７－?价ｈｍ?ｉｎ＞．?ｋ？ｅｒ??Ｓｔｎｉｒ．－ＩＳ?＊＊■＂■■＊?１?ｂ＊ｅｒ＿ｔｏＦ｜＞３?ｏｕｌＶｏｕｔ，〇，ｌ）．ｆｌ，２；．５０ＶＬ??ｓ？Ｐ－ａｏ?Ｉ?？?－?．?＝??Ｓｌｅｐ＝ｌ?２３?ｔ＞？＿ｕｐｐｔｉｒ?１?Ｊ?？?－??Ｗｅａｓｌ?ｕｐｐｅｉ＇－ｔｏＦＷ－ＯｕＷｏｕｔＭｉ．ｔ．－Ｕ．ＳＯ，?ｋｊｊ?Ｊｌ．－＿１２０ｎＨ?Ｕｅａｓ２??＿ｏｕＰ?扣？?Ｖｏｕ?妇?Ｄ?＜?Ｌ－ｒＯ?ｎｉｌ?Ｋ，?ｂ?ｙ＿？Ｆｉ＞３—ｏｕｔ＊?ｕｕｉ．?；ｌ?Ｌ＼?Ｉ?，５０）??Ｉ
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于时频熵的恒虚警率X射线脉冲星信号检测[J]. 王璐,许录平,张华,罗丽燕. 华中科技大学学报(自然科学版). 2014(07)
[2]极化-空域联合抗机载雷达欺骗式主瓣干扰[J]. 文才,王彤,吴亿锋,吴建新. 电子与信息学报. 2014(07)
[3]基于改进EMD的输油管道泄漏信号特征提取方法研究[J]. 赵利强,王建林,于涛. 仪器仪表学报. 2013(12)
[4]振动信号小波leaders多重分形特征提取及性能分析[J]. 李彦明,杜文辽,叶鹏飞,刘成良. 机械工程学报. 2013(06)
[5]基于正交优化时频原子分解算法的电能质量扰动匹配特征分析[J]. 侯世英,张文玉,孙韬,罗书豪. 电网技术. 2013(03)
[6]基于MATLAB的功率放大器行为级建模方法研究[J]. 董一伯,刘久文,邹世源. 电子测量技术. 2013(01)
[7]采用振动信号零相位滤波时频熵的高压断路器机械故障诊断[J]. 常广,王毅,王玮. 中国电机工程学报. 2013(03)
[8]数字喷泉技术在跳频通信中抗干扰性能研究[J]. 高飞,曾宪锋,卜祥元. 北京理工大学学报. 2012(04)
[9]基于最大分类间隔SVDD算法的辐射源个体确认[J]. 骆振兴,楼才义,陈仕川,李少伟. 电子与信息学报. 2011(09)
[10]一种基于循环谱的共信道多信号调制参数估计方法[J]. 王青红,彭华,张金成. 信号处理. 2011(08)
硕士论文
[1]射频功率放大器的建模及其线性化研究[D]. 郭明卫.杭州电子科技大学 2009
[2]GPS转发式干扰原理样机的设计与实现[D]. 杨魁.沈阳理工大学 2008
本文编号：3387495
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１转发干扰中干扰机与发射机的几何配置??根据图２．１建立转发式干扰的数学模型，则有：??立＋
由于干扰机中各元器件的共同作用，输入到干扰机的真巧信巧在经过干扰机的处??理，输出的转发式干扰信号必然存在差异［４２］。因此，有必要从干扰机硬件结构出发，研究干??扰机中各元器件对干扰信号产生的细微影响。典型转发式干扰机结构如图２．２所示［＂］，主要??由接收单元、延时单元和发射单元组成。其中信号接收单元将接收到的真实模拟信号通过混??频器转和模数转换（ＡＤＣ）器转换成中频数字信号，常用方案有超外差式、直接下变频式和镜??像抑制式接收机。干扰生成单元主要目的是产生干扰信号，通常是山ＦＰＧＡ控制的ＦＩＦＯ进??行延时操作。干扰信号发送单元用于发送干扰信号，由微处理控制单元输入控制指令，对干??扰生成单元产生的延时十扰进行数模转换（ＤＡＣ）、滤波、上变频和放大后发送出去ＩＷ。ＷＷ??看出转发式干扰机．卡耍由低噪声放大器、滤波器、混频器、品体振荡器、ＡＤＣ、ＤＡＣ和时钟??控制等器件构成。??信号接收单元?ｉｊ＂?￣￣１??Ｉ?！｜——Ｊ————————！?１??Ｔ——————————１１?；??＇?＇Ｉ?ＦＩＦＯ?时钟?Ｉ??＼?ｉｔ／?１?控制?！??、?ｒ???！?Ｉ??Ｉ???????????｜［?Ｉ??—■ｈ放大器＾滤波器上变频滤波器＜一?ＤＡＣ?＜－Ｈ—?！??Ｉ?????????Ｉ?Ｉ！???Ｉ??！?干扰发送单元?下扰生成单元１??图２．２典型转发式欺骗干扰机结构枢阁??从转发式欺骗干扰机的结构图中可知，功率放大器是转发式欺骗干扰机射频链路中最重??要的器件之一。在实际应用中
?巧分析非线性系统的非线性噪声。??图２．１０给出了图２．７设计中的功率放大器的谐波平衡法仿真原理图，对应输入和输出信??号的时域国和频域图分别如图２．１１（３巧ｎ?２．１１（ｂ）所示。??Ｉ?ＨＡＨｔｉ?ＯＮ?Ｃ?ＨＡＩ．ＡＮＣＨ?｜?ｉ＇．：??，＂ｒ??巧品?｜？＇ｒ．？〇〇ｉ．．?＇??Ｍ．－？ｘ０？ｉｅｉ－８?ＲＦ＿ｐ，ｆ－４０?ｆＴＴｌ?；?．?４??Ｆ？ｑ［ｌ＞ＲＦ＿ｆｅｑ＊ｆｃｐａｃｉｉｇ．Ｃ）?ＲＦ＿５ｅｑ＝ｌ９００ＭＨｚ?ｉ?＾ＶＡＲＩ?＋１．ＳＲＣＩ??Ｆｉｅｑ?２?＾ＲＦ，?ｆｉｅｑ－ｔｅｐａｃ?ｉｉｇ－＾＞?ｓｐｅｃ?ｈｇ－ｌＯＷＨ?ｚ?Ｉ?Ｉ?Ｖｂｉａｓ＝５Ｖ?Ｖｄｃ＾Ｖｂａｓ??Ｏｉｒｉｅｒｌ?）－４?■■?Ｉ?Ｉ?＋?．?—??〇Ｋｋ？记?ｋＨ２??ＳｗｅｏｐＶｎｉ＝?－７—７－?价ｈｍ?ｉｎ＞．?ｋ？ｅｒ??Ｓｔｎｉｒ．－ＩＳ?＊＊■＂■■＊?１?ｂ＊ｅｒ＿ｔｏＦ｜＞３?ｏｕｌＶｏｕｔ，〇，ｌ）．ｆｌ，２；．５０ＶＬ??ｓ？Ｐ－ａｏ?Ｉ?？?－?．?＝??Ｓｌｅｐ＝ｌ?２３?ｔ＞？＿ｕｐｐｔｉｒ?１?Ｊ?？?－??Ｗｅａｓｌ?ｕｐｐｅｉ＇－ｔｏＦＷ－ＯｕＷｏｕｔＭｉ．ｔ．－Ｕ．ＳＯ，?ｋｊｊ?Ｊｌ．－＿１２０ｎＨ?Ｕｅａｓ２??＿ｏｕＰ?扣？?Ｖｏｕ?妇?Ｄ?＜?Ｌ－ｒＯ?ｎｉｌ?Ｋ，?ｂ?ｙ＿？Ｆｉ＞３—ｏｕｔ＊?ｕｕｉ．?；ｌ?Ｌ＼?Ｉ?，５０）??Ｉ
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于时频熵的恒虚警率X射线脉冲星信号检测[J]. 王璐,许录平,张华,罗丽燕. 华中科技大学学报(自然科学版). 2014(07)
[2]极化-空域联合抗机载雷达欺骗式主瓣干扰[J]. 文才,王彤,吴亿锋,吴建新. 电子与信息学报. 2014(07)
[3]基于改进EMD的输油管道泄漏信号特征提取方法研究[J]. 赵利强,王建林,于涛. 仪器仪表学报. 2013(12)
[4]振动信号小波leaders多重分形特征提取及性能分析[J]. 李彦明,杜文辽,叶鹏飞,刘成良. 机械工程学报. 2013(06)
[5]基于正交优化时频原子分解算法的电能质量扰动匹配特征分析[J]. 侯世英,张文玉,孙韬,罗书豪. 电网技术. 2013(03)
[6]基于MATLAB的功率放大器行为级建模方法研究[J]. 董一伯,刘久文,邹世源. 电子测量技术. 2013(01)
[7]采用振动信号零相位滤波时频熵的高压断路器机械故障诊断[J]. 常广,王毅,王玮. 中国电机工程学报. 2013(03)
[8]数字喷泉技术在跳频通信中抗干扰性能研究[J]. 高飞,曾宪锋,卜祥元. 北京理工大学学报. 2012(04)
[9]基于最大分类间隔SVDD算法的辐射源个体确认[J]. 骆振兴,楼才义,陈仕川,李少伟. 电子与信息学报. 2011(09)
[10]一种基于循环谱的共信道多信号调制参数估计方法[J]. 王青红,彭华,张金成. 信号处理. 2011(08)
硕士论文
[1]射频功率放大器的建模及其线性化研究[D]. 郭明卫.杭州电子科技大学 2009
[2]GPS转发式干扰原理样机的设计与实现[D]. 杨魁.沈阳理工大学 2008
本文编号：3387495
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