基于頻率引導(dǎo)的ESM-ELINT接收機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)VIP

1、    基于頻率引導(dǎo)的esm/elint接收機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    柴樺高俊杰摘  要：本文在分析國內(nèi)現(xiàn)有接收機(jī)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于頻率引導(dǎo)的esm/elint接收機(jī)的硬件方案和信號流程，并進(jìn)一步闡述了基于頻率引導(dǎo)的esm/elint接收機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)，對于搞好相關(guān)研究具有一定的理論指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：頻率引導(dǎo)  接收機(jī)目前市場上的雷達(dá)接收機(jī)主要有兩種，多相濾波esm/elint接收機(jī)的信號處理能力強(qiáng)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、實(shí)現(xiàn)難度大，單比特esm接收機(jī)體積小、結(jié)構(gòu)簡單，但信號處理能力有限，為此可以把這二者結(jié)合在一起，構(gòu)成基于頻率引導(dǎo)的esm/elint

2、接收機(jī)，既具有較強(qiáng)的信號處理能力和一定的截獲概率，又降低了系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)難度。單比特esm接收機(jī)單比特esm接收機(jī)的量化位數(shù)低，雙信號動態(tài)范圍比較小，影響了同時(shí)到達(dá)信號的檢測，并且單不能保留信號的全貌，無法對信號進(jìn)行脈內(nèi)分析，影響了該接收機(jī)適應(yīng)復(fù)雜信號環(huán)境的能力。一、硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)隨著雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展，雷達(dá)信號越來越多地采用了大時(shí)寬積信號，目前這種信號的帶寬已逐步擴(kuò)展到了100mhz以上，部分sar雷達(dá)的信號帶寬甚至擴(kuò)展到了400mhz以上，為實(shí)現(xiàn)對這種信號必須采用基于中頻寬開的elint接收機(jī)?；陬l率引導(dǎo)esm/elint接收機(jī)由三部分組成：第一部分是單比特esm接收機(jī)，該接收機(jī)主要實(shí)現(xiàn)頻率引導(dǎo)

3、功能。由于單比特esm接收機(jī)可以發(fā)現(xiàn)同時(shí)到達(dá)的兩個(gè)信號，為提高截獲概率第二部分使用了兩部多相濾波頻率搜索接收機(jī)，每部頻率搜索接收機(jī)都只有一個(gè)輸出信道，因此也只有一塊多dsp處理卡及相應(yīng)的存儲陣列，系統(tǒng)的復(fù)雜程度顯著降低。第三部分是主計(jì)算機(jī)，其擔(dān)負(fù)的任務(wù)與多相濾波esm/elint接收機(jī)相同。硬件結(jié)構(gòu)如下圖所示：從圖中可以看出，低比特a/d變換器和數(shù)字信號處理器共同構(gòu)成數(shù)據(jù)采集處理卡，該卡主要實(shí)現(xiàn)脈沖頻率、寬度和重復(fù)間隔的測量并進(jìn)行預(yù)分選，利用帶通采樣實(shí)現(xiàn)輸入信號的低比特量化。由于量化位數(shù)低a/d變換器的實(shí)現(xiàn)比較簡單，特別是1bit量化時(shí)僅需進(jìn)行過零點(diǎn)檢測，完全可以利用單個(gè)芯片來實(shí)現(xiàn)。低比特a/

4、d變換器通過自定義高速數(shù)據(jù)總線和數(shù)字信號處理器相連，這樣可以大大降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾y度。數(shù)字信號處理器的主要功能是實(shí)現(xiàn)單比特fft運(yùn)算，同時(shí)還要進(jìn)行信號檢測、參數(shù)測量并實(shí)現(xiàn)信號的預(yù)分選。數(shù)字信號處理器既可以完全由fpga組成也可以完全由dsp組成，還可以采用二者的混合結(jié)構(gòu)，即利用fpga實(shí)現(xiàn)單比特fft和參數(shù)測量，利用dsp實(shí)現(xiàn)預(yù)分選。二、信號流程設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)頻率引導(dǎo)esm/elint接收機(jī)的信號處理流程與多相濾波esm/elint接收機(jī)相比只增加了一個(gè)頻率引導(dǎo)過程，當(dāng)單比特esm接收機(jī)發(fā)現(xiàn)信號后引導(dǎo)多相濾波搜索接收機(jī)調(diào)諧到給定信道，然后開始后續(xù)處理。當(dāng)單比特esm接收機(jī)只檢測到一個(gè)信號時(shí)，可以引導(dǎo)

5、任意一部搜索接收機(jī)進(jìn)行處理，檢測到兩個(gè)信號時(shí)則需同時(shí)引導(dǎo)兩部搜索接收機(jī)分別處理。頻率引導(dǎo)的esm/elint接收機(jī)具有較強(qiáng)的信號處理能力和較低的實(shí)現(xiàn)難度，是一種比較實(shí)用的接收機(jī)。將單比特技術(shù)和多相濾波技術(shù)相結(jié)合就可以構(gòu)成基于頻率引導(dǎo)的esm/elint接收機(jī)，單比特接收機(jī)也可以引導(dǎo)其它類型的接收機(jī)，同樣多相濾波頻率搜索接收機(jī)也可以接受其它接收機(jī)的引導(dǎo)，這就拓寬了二者的應(yīng)用范圍。信號處理流程如下圖所示：三、頻率引導(dǎo)esm/elint接收機(jī)的功能特點(diǎn)頻率引導(dǎo)esm/elint接收機(jī)主要有以下特點(diǎn)：首先，該接收機(jī)的信號處理能力強(qiáng)，能實(shí)現(xiàn)信號的脈內(nèi)分析。其次，該接收機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)現(xiàn)難度小。第三，這種

6、接收機(jī)可以將信號存儲下來，具有事后分析能力。但這種接收機(jī)本質(zhì)上是一種頻率搜索結(jié)構(gòu)的接收機(jī)，其截獲概率要低于多相濾波esm/elint寬帶接收機(jī)，由于采用了頻率引導(dǎo)方式，其截獲概率還是要明顯高于非引導(dǎo)的的搜索接收機(jī)。接收機(jī)的最大困難是數(shù)據(jù)采集卡的采集速度和后續(xù)信號處理能力不匹配，雖然采用并行處理技術(shù)可以在一定程度上解決這一問題，但還不能完全克服數(shù)據(jù)“瓶頸”。因此，接收機(jī)不能實(shí)現(xiàn)全概率接收，只能對某一段時(shí)間內(nèi)的信號進(jìn)行處理，時(shí)段的長短主要由數(shù)據(jù)采集部分的存儲深度決定，對這一段時(shí)間以外的信號就只能舍棄了。頻率寬開接收機(jī)將是數(shù)字接收機(jī)最終的發(fā)展方向，未來的寬帶數(shù)字接收機(jī)很有可能采用這種機(jī)構(gòu)，因?yàn)檫@種結(jié)

7、構(gòu)最符合軟件化偵察的需要，可以真正實(shí)現(xiàn)偵察接收機(jī)的全數(shù)字化的。參考文獻(xiàn)1王激揚(yáng). 測頻測向一體化新體制雷達(dá)偵察接收機(jī)研制信號處理機(jī)a. 成都電子科技大學(xué)博士學(xué)位論文，2000年10月2張嶸. 寬帶高靈敏度數(shù)字接收機(jī)a. 成都電子科技大學(xué)博士學(xué)位論文，2002年12月3rick l t，michael j d，wayne l w. an 8-bit 2-gigasample/second a/d converter multichip module for digital receiver demonstration on navy an/ aps-145 e2-c airborne early

8、 warning aircraft radarj. ieee trans. components， packaging， and manufacturing technology part b， volume. 21， no. 4， nov 1998， pages： 447-4624thompson r l，degerstrom m j，walters w l. an 8-bit 2.5 gigasample a/d converter multichip module for all-digital radar receiver for an/aps 145 radar on navy e2-c airborne early warning aircraftc. mcmc '