CN106788506A - 一种宽带一体化侦察接收机及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种宽带一体化侦察接收机，包括模拟信道化模块和数字信道化模块，所述模拟信道化模块进一步包括四路功分器、第一至第四带通滤波器、第一至第四两路功分器、第一至第四检波器、第一至第四延时模块、采集分析模块、四点源模块、4‑1微波开关模块、混频模块；所述数字信道化模块进一步包括AD转换模块、多相滤波模块、FFT计算模块、门限检测模块、频率计算模块、数据存储模块。本发明所述侦察接收机充分融合直检式接收机、超外差接收机和数字信道化接收机的特点，增加了接收机的快速响应能力和复杂电磁环境的适应性，满足对复杂电磁环境的适应能力和侦察的实时性。

Description

一种宽带一体化侦察接收机及其工作方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种宽带一体化侦察接收机及其工作方法。

背景技术

目前，制导雷达多采用多功能相控阵体制，采用LPI信号形式，脉间频率捷变、多脉冲积累处理，脉内采用线性调频、非线性调频或频率相位编码波形，以获得所需的距离分辨率。随着电磁环境的日趋复杂，为了实现宽带电磁环境信号感知、快速响应等能力，对电子侦察接收机技术提出了越来越高的要求。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种宽带一体化侦察接收机及其工作方法，用以解决复杂电磁环境下对微波信号进行侦察接收处理的现有技术中，宽带电磁环境信号感知、快速响应等能力欠缺的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种宽带一体化侦察接收机，包括模拟信道化模块和数字信道化模块；

所述模拟信道化模块进一步包括四路功分器、第一至第四带通滤波器、第一至第四两路功分器、第一至第四检波器、第一至第四延时模块、采集分析模块、四点源模块、4-1微波开关模块、混频模块；

四路功分器连接到第一至第四带通滤波器，第一至第四带通滤波器分别连接到对应的第一至第四两路功分器，第一至第四两路功分器连接到对应的第一至第四检波器与第一至第四延时模块，第一至第四延时模块连接到4-1微波开关模块，第一至第四检波器连接到采集分析模块，采集分析模块连接到4-1微波开关模块与四点源模块，4-1微波开关模块与四点源模块分别连接到混频模块；

所述数字信道化模块进一步包括AD转换模块、多相滤波模块、FFT计算模块、门限检测模块、频率计算模块、数据存储模块。

所述第一至第四两路功分器用于将带通滤波后的四路射频信号分别进行两路功分处理，每个两路功分器进行两路功分处理后得到的两路射频信号一路送至检波器，一路送至延时模块。

采用延时线的方式进行延时处理。

所述采集分析模块用于根据射频检波处理后的四路射频检波信号的幅度信息进行门限判别，以选出模拟信道。

一种宽带一体化侦察接收机的工作方法，包括以下步骤：

步骤S1、通过宽带天线接收宽带电磁信号；

步骤S2、通过四路功分器将接收到的宽带电磁信号分为四路，分别送入第一至第四带通滤波器；

步骤S3、第一至第四带通滤波器将宽带电磁信号划分为4个子带，每个子带1.1G的带宽，子带之间重叠0.1GHz；

步骤S4、带通滤波后的四路射频信号分别通过第一至第四两路功分器进行两路功分处理，每个两路功分器进行两路功分处理后得到的两路射频信号一路送至检波器进行射频检波处理，一路送至延时模块进行延时处理；

步骤S5、采集分析模块根据四路射频检波信号的幅度信息进行门限判别，过门限的信道为需要侦察的信道，如果多个信道同时过门限，那么选择幅度大的信道并给出当前信道号；

步骤S6、根据采集分析模块给出的信道号信息控制4-1微波开关模块和四点源模块，选出能够与射频检波信号混频为中频信号的本振信号；

步骤S7、将选择的模拟信道的射频检波信号与选出的本振信号混频为中频信号；

步骤S8、将模拟信道后的中频信号转换为数字信号；

步骤S9、多相滤波模块对转换后的数字信号进行多相滤波；

步骤S10、FFT计算模块计算多相滤波后信号的瞬时幅度和瞬时相位；

步骤S11、门限检测模块对信号的瞬时幅度进行编码；

步骤S12、频率计算模块对瞬时相位数据进行频率测量并进行编码；

步骤S13、数据存储模块接收来自频率计算模块输出的频率编码，同时接收来自门限检测模块输出的脉冲宽度、到达时间和幅度编码，形成脉冲描述字的存储。

所述步骤S4中，延时处理采用延时线方式，具体时长为检波信号采样时间、幅度判别时间和本振信号选择时间的总和。

所述步骤S5中，采用射频功率检波器获取射频检波信号的幅度信息。

所述步骤S6中，根据选出的模拟信道的射频检波信号的起始、终止频率和中频处理带宽的起始、终止频率选择相应频率的点频源，得到能够与射频检波信号混频为中频信号的本振信号。

本发明有益效果如下：

本发明所述接收机充分融合直检式接收机、超外差接收机和数字信道化接收机的特点，采用″模拟信道化直检接收+超外差接收+数字信道化″接收体制，几乎可以做到超宽带电磁信号的无遗漏侦察接收，增加了接收机的快速响应能力和复杂电磁环境的适应性；根据实际应用的不同仅改变软件可实现不同的侦察策略，满足对复杂电磁环境的适应能力和侦察的实时性。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1是模拟信道化和数字信道化的宽带一体化侦察机工作原理框图；

图2是模拟信道化和数字信道化的宽带一体化侦察接收机示意图；

图3是模拟信道化和数字信道化的宽带一体化侦察接收机数字信道化模块示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。

本发明提出的一种基于模拟信道化和数字信道化的宽带一体化侦察接收机，包括模拟信道化模块和数字信道化模块；

如图1所示，所述模拟信道化模块进一步包括四路功分器、第一至第四带通滤波器、第一至第四两路功分器、第一至第四检波器、第一至第四延时模块、采集分析模块、四点源模块、4-1微波开关模块、混频模块；

四路功分器连接到第一至第四带通滤波器，第一至第四带通滤波器分别连接到对应的第一至第四两路功分器，第一至第四两路功分器连接到对应的第一至第四检波器与第一至第四延时模块，第一至第四延时模块连接到4-1微波开关模块，第一至第四检波器连接到采集分析模块，采集分析模块连接到4-1微波开关模块与四点源模块，4-1微波开关模块与四点源模块分别连接到混频模块；

如图3所示，所述数字信道化模块进一步包括AD转换模块、多相滤波模块、FFT计算模块、门限检测模块、频率计算模块、数据存储模块。

所述四路功分器用于将宽带天线接收的宽带电磁信号分为四路，并分别送入第一至第四带通滤波器；

所述第一至第四带通滤波器用于将宽带电磁信号划分为4个子带，每个子带1.1G的带宽，子带之间重叠0.1GHz；

所述第一至第四两路功分器用于将带通滤波后的四路射频信号分别进行两路功分处理，每个两路功分器进行两路功分处理后得到的两路射频信号一路送至检波器，一路送至延时模块；

具体地，第一两路功分器将第一带通滤波器带通滤波后的射频信号进行两路功分处理，一路送至第一检波器，一路送至第一延时模块；

第二两路功分器将第二带通滤波器带通滤波后的射频信号进行两路功分处理，一路送至第二检波器，一路送至第二延时模块；

第三两路功分器将第三带通滤波器带通滤波后的射频信号进行两路功分处理，一路送至第三检波器，一路送至第三延时模块；

第四两路功分器将第四带通滤波器带通滤波后的射频信号进行两路功分处理，一路送至第四检波器，一路送至第四延时模块；

所述第一至第四检波器为射频功率检波器，用于对两路功分后送至第一至第四检波器的射频信号分别进行直接射频检波处理；

具体地，第一检波器对两路功分后送至第一检波器的射频信号进行直接射频检波处理；

第二检波器对两路功分后送至第二检波器的射频信号进行直接射频检波处理；

第三检波器对两路功分后送至第三检波器的射频信号进行直接射频检波处理；

第四检波器对两路功分后送至第四检波器的射频信号进行直接射频检波处理；

所述第一至第四延时模块用于对两路功分后送至第一至第四延时模块的射频信号分别进行延时处理；

具体地，第一延时模块对两路功分后送至第一延时模块的射频信号进行延时处理；

第二延时模块对两路功分后送至第二延时模块的射频信号进行延时处理；

第三延时模块对两路功分后送至第三延时模块的射频信号进行延时处理；

第四延时模块对两路功分后送至第四延时模块的射频信号进行延时处理；

所述采集分析模块用于根据射频检波处理后的四路射频检波信号的幅度信息进行门限判别，以选出模拟信道；

具体地，过门限的模拟信道为需要侦察的信道，如果多个模拟信道同时过门限，那么选择幅度大的模拟信道并给出当前模拟信道号；

具体地，采用射频功率检波器获取射频检波信号的幅度信息；

所述四点源模块包括四点源本振信号和4-1开关，四点源本振信号用于与选择的模拟信道的射频检波信号进行混频，4-1开关用于实现四点源本振的快速切换；

具体地，根据选出的模拟信道号信息选择相应的四点源本振信号；

所述4-1微波开关模块用于实现多个模拟子带问的快速切换；

所述混频模块用于将选择的模拟信道的射频检波信号与选择的本振信号混频为中频信号；

所述AD转换模块用于将模拟信道化后的中频信号转换为数字信号；

所述多相滤波模块用于对转换后的数字信号进行多相滤波；

所述FFT计算模块用于计算多相滤波后信号的瞬时幅度和瞬时相位；

所述门限检测模块用于对信号的瞬时幅度进行编码；

具体地，若幅度超过设定的门限，通过输出端口向外部处理器发出中断请求信号；

所述频率计算模块用于对瞬时相位数据进行频率测量并进行编码；

所述数据存储模块用于接收来自频率计算模块输出的频率编码，同时接收来自门限检测模块输出的脉冲宽度、到达时间和幅度编码，形成脉冲描述字的存储。

根据本发明的一个具体实施例，公开了一种宽带一体化侦察接收机的工作方法，如图2所示，具体包括以下步骤：

步骤S1、通过宽带天线接收宽带电磁信号。

步骤S2、通过四路功分器将接收到的宽带电磁信号分为四路，分别送入第一至第四带通滤波器。

步骤S3、第一至第四带通滤波器将宽带电磁信号划分为4个子带，每个子带1.1G的带宽，子带之间重叠0.1GHz。

具体地，由于模拟信道化的子带正好是数字信道化处理的带宽，这样就相当于把数字信道化的带宽放大了N倍，大大的增加了侦察接收机侦察接收电磁信号的总带宽。

步骤S4、带通滤波后的四路射频信号分别通过第一至第四两路功分器进行两路功分处理，每个两路功分器进行两路功分处理后得到的两路射频信号一路送至检波器进行射频检波处理，一路送至延时模块进行延时处理。

具体地，第一带通滤波器带通滤波后的射频信号通过第一两路功分器进行两路功分处理，一路由第一检波器进行直接射频检波处理产生射频检波信号，一路由第一延时模块进行延时处理；

第二带通滤波器带通滤波后的射频信号通过第二两路功分器进行两路功分处理，一路由第二检波器进行直接射频检波处理产生射频检波信号，一路由第二延时模块进行延时处理；

第三带通滤波器带通滤波后的射频信号通过第三两路功分器进行两路功分处理，一路由第三检波器进行直接射频检波处理产生射频检波信号，一路由第三延时模块进行延时处理；

第四带通滤波器带通滤波后的射频信号通过第四两路功分器进行两路功分处理，一路由第四检波器进行直接射频检波处理产生射频检波信号，一路由第四延时模块进行延时处理。

具体地，射频检波信号用以判断电磁信号所处子带，通过射频检波信号和微波开关模块可实现多个模拟子带间快速切换，子带之间交叠0.1GHz，几乎可以做到超宽带电磁信号的无遗漏侦察接收，保证跨模拟信道的大瞬时带宽信号的完整性。

在本实施例中，延时处理是采用延时线方式。

步骤S5、采集分析模块根据四路射频检波信号的幅度信息进行门限判别，过门限的信道为需要侦察的信道，如果多个信道同时过门限，那么选择幅度大的信道并给出当前信道号。

具体地，采用射频功率检波器获取射频检波信号的幅度信息。

步骤S6、根据采集分析模块给出的信道号信息控制4-1微波开关模块和四点源模块，选出能够与射频检波信号混频为中频信号的本振信号。

具体地，四点源模块的4-1开关可实现四点源本振的快速切换，切换时间短，为100ns，缩短了延时线的延时时间，增加了接收机的快速响应能力和复杂电磁环境的适应性。

具体地，一个模拟信道对应四点源模块的一个点频源，根据选出的模拟信道的射频检波信号的起始、终止频率和中频处理带宽的起始、终止频率选择相应频率的点频源，得到能够与射频检波信号混频为中频信号的本振信号。

在本实施例中，射频检波处理、幅度判别、本振信号选择决定延时处理的时长，时长约120ns，使侦查信号无损接收。

步骤S7、将选择的模拟信道的射频检波信号与相应的本振信号混频为中频信号。

步骤S8、将模拟信道后的中频信号转换为数字信号。

采用2.8GSPS(2800MHz)的ADC信号对模拟信道化之后的中频信号进行采样，进行64路数字信道化分析处理，则数字信道子带宽度为21.875MHz，信号检测时信噪比提高18dB，对同时到达的不同信道信号同时进行检测测量，扩大侦察接收机的动态范围，具备了同时到达的多信号处理能力。

具体地，ADC信号为超外差接收中频信号，下变频本振可变，这样在硬件设计上充分兼容了各种侦察机的优势。

具体地，宽带信号经过信道化之后变成窄带信号，噪声功率变成原来的1/N，提高了信噪比；其中N为信道个数。

步骤S9、多相滤波模块对转换后的数字信号进行多相滤波。

步骤S10、FFT计算模块计算多相滤波后信号的瞬时幅度和瞬时相位。

步骤S11、门限检测模块对信号的瞬时幅度进行编码。

具体地，若幅度超过设定的门限，通过输出端口向外部处理器发出中断请求信号。

步骤S12、频率计算模块对瞬时相位数据进行频率测量并进行编码。

步骤S13、数据存储模块接收来自频率计算模块输出的频率编码，同时接收来自门限检测模块输出的脉冲宽度、到达时间和幅度编码，形成脉冲描述字的存储。

本发明提出了一种基于模拟信道化和数字信道化相结合的宽带一体化侦察接收机，对超过4GHz的宽带微波信号进行模拟信道化，通过判断各个信道的射频检波信号的幅度选择相应的信道输出；根据模拟信道号信息选择相应的本振信号与射频检波信号进行混频处理得到中频信号，模拟信道化之后的中频信号带宽达1.1GHz，将中频信号进行数字信道化处理来提高接收灵敏度，得到宽开的模拟数字混合信道化侦察接收机，几乎可以做到超宽带电磁信号的无遗漏侦察接收，增加了接收机的快速响应能力和复杂电磁环境的适应性，满足先进电子对抗系统对战场环境的适应能力和侦察的实时性。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种宽带一体化侦察接收机，其特征在于，包括模拟信道化模块和数字信道化模块；

所述模拟信道化模块进一步包括四路功分器、第一至第四带通滤波器、第一至第四两路功分器、第一至第四检波器、第一至第四延时模块、采集分析模块、四点源模块、4-1微波开关模块、混频模块；

四路功分器连接到第一至第四带通滤波器，第一至第四带通滤波器分别连接到对应的第一至第四两路功分器，第一至第四两路功分器连接到对应的第一至第四检波器与第一至第四延时模块，第一至第四延时模块连接到4-1微波开关模块，第一至第四检波器连接到采集分析模块，采集分析模块连接到4-1微波开关模块与四点源模块，4-1微波开关模块与四点源模块分别连接到混频模块；

所述数字信道化模块进一步包括AD转换模块、多相滤波模块、FFT计算模块、门限检测模块、频率计算模块、数据存储模块。

2.根据权利要求1所述的侦察接收机，其特征在于，所述第一至第四两路功分器用于将带通滤波后的四路射频信号分别进行两路功分处理，每个两路功分器进行两路功分处理后得到的两路射频信号一路送至检波器，一路送至延时模块。

3.根据权利要求1所述的侦察接收机，其特征在于，采用延时线的方式进行延时处理。

4.根据权利要求1所述的侦察接收机，其特征在于，所述采集分析模块用于根据射频检波处理后的四路射频检波信号的幅度信息进行门限判别，以选出模拟信道。

5.一种宽带一体化侦察接收机的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、通过宽带天线接收宽带电磁信号；

步骤S2、通过四路功分器将接收到的宽带电磁信号分为四路，分别送入第一至第四带通滤波器；

步骤S3、第一至第四带通滤波器将宽带电磁信号划分为4个子带，每个子带1.1G的带宽，子带之间重叠0.1GHZ；

步骤S4、带通滤波后的四路射频信号分别通过第一至第四两路功分器进行两路功分处理，每个两路功分器进行两路功分处理后得到的两路射频信号一路送至检波器进行射频检波处理，一路送至延时模块进行延时处理；

步骤S5、采集分析模块根据四路射频检波信号的幅度信息进行门限判别，过门限的信道为需要侦察的信道，如果多个信道同时过门限，那么选择幅度大的信道并给出当前信道号；

步骤S6、根据采集分析模块给出的信道号信息控制4-1微波开关模块和四点源模块，选出能够与射频检波信号混频为中频信号的本振信号；

步骤S7、将选择的模拟信道的射频检波信号与选出的本振信号混频为中频信号；

步骤S8、将模拟信道后的中频信号转换为数字信号；

步骤S9、多相滤波模块对转换后的数字信号进行多相滤波；

步骤S10、FFT计算模块计算多相滤波后信号的瞬时幅度和瞬时相位；

步骤S11、门限检测模块对信号的瞬时幅度进行编码；

步骤S12、频率计算模块对瞬时相位数据进行频率测量并进行编码；

步骤S13、数据存储模块接收来自频率计算模块输出的频率编码，同时接收来自门限检测模块输出的脉冲宽度、到达时间和幅度编码，形成脉冲描述字的存储。

6.根据权利要求5所述的工作方法，其特征在于，所述步骤S4中，延时处理采用延时线方式，具体时长为射频检波处理时间、幅度判别时间和本振信号选择时间的总和。

7.根据权利要求5所述的工作方法，其特征在于，所述步骤S5中，采用射频功率检波器获取射频检波信号的幅度信息。

8.根据权利要求5所述的工作方法，其特征在于，所述步骤S6中，根据选出的模拟信道的射频检波信号的起始、终止频率和中频处理带宽的起始、终止频率选择相应频率的点频源，得到能够与射频检波信号混频为中频信号的本振信号。