CN112596035A - 一种双极化侦收设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了电子侦察技术领域的一种双极化侦收设备，能够准确提取雷达极化信息。包括：微波变频单元，用于对接收到的设定频率区间的双极化信号进行下变频，输出双极化中频信号；中频采集测量模块，用于对微波变频单元输出的双极化中频信号进行AD采集及特征参数测量，输出双极化的数字序列；信号存储模块，用于对中频采集测量模块采集所得的双极化的数字序列进行存储。通过微波变频单元、中频采集测量模块和信号存储模块之间的协调配合，从而实现准确提取雷达极化信息，可用于侦收极化雷达信号，侦收结果可用于制定新型干扰策略，提升干扰设备性能，以便在电子战过程占据有利位置；同时可以解决内场仿真测试环境下无高适用性侦收设备的问题。
Description
技术领域
本发明属于电子侦察技术领域，具体涉及一种双极化侦收设备。
背景技术
21世纪的战争已经由常规武器对抗演变为以信息战为核心的高科技综合战争。电子战是信息战中进攻和防御的重要手段和形式，已发展为继陆、海、空、天之后的第五维战场，其重要性已得到各国军方广泛认同。作为现代战争的核心要素，可以说没有制电磁权就谈不上制天、制空、制海、制陆权，交战双方的电子战实力很大程度上将影响战争的胜负。电子战主要包括电子对抗和电子反对抗。针对雷达的电子对抗主要涉及电子侦察、电子干扰、电子隐身及电子摧毁等。雷达电子对抗的有效性主要依赖电子情报、电子支援措施以及雷达告警等任务，这些任务的完成关键在于高性能的侦收设备。可以说高性能的侦收设备是雷达电子对抗乃至整个电子战的基础。侦收设备的主要任务有，对战场电磁环境进行监视和检测，截获雷达辐射信号，收集来自敌方雷达的辐射信号，对雷达辐射信号进行参数估计和调制类型识别进而形成脉冲描述字(PDW)，最后完成辐射源分选和攻击引导。现阶段，为增强对目标信息的获取能力，极化雷达的使用越来越广泛，而常规侦收设备无法提取雷达极化信息。
发明内容
为解决现有技术中的不足，本发明提供一种双极化侦收设备，能够准确提取雷达极化信息。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种双极化侦收设备，包括：微波变频单元，用于对接收到的设定频率区间的双极化信号进行下变频，输出双极化中频信号；中频采集测量模块，用于对微波变频单元输出的双极化中频信号进行AD采集及特征参数测量，输出双极化的数字序列；信号存储模块，用于对中频采集测量模块采集所得的双极化的数字序列进行存储。
进一步地，所述设定频率区间为400MHz~18GHz及30GHz~40GHz。
进一步地，所述微波变频单元包括两个下变频模块和一个频综模块，每个所述下变频模块实现一路400MHz~18GHz或30GHz~40GHz信号的下变频，获得800MHz±500MHz的中频信号；所述频综模块用于向两个所述下变频模块提供频综本振信号及工作时钟信号。
进一步地，还包括自检源模块，所述自检源模块包括覆盖400MHz~18GHz及30GHz~40GHz双频段的两只高稳锁相源，所述高稳锁相源用于产生400MHz~18GHz及30GHz~40GHz双频段的自检源信号，用于系统自校准；
进一步地，在自校准模式下，所述自检源信号经功分器分为2路后，分别注入两个所述下变频模块，下变频后送至所述中频采集测量模块进行幅度、到达时间的测量，根据测量结果进行延时及幅度补偿；在正常工作模式下，中频采集测量模块对输入的双极化中频信号进行采集，并根据采集结果进行特征参数测量，测量结果送至上位机；同时，将采集所得高速数据流经背板高速总线送至信号存储模块。
进一步地，所述特征参数测量包括信号频率、带宽、脉宽、重复周期和功率的测量。
进一步地，所述上位机将测量结果在目标库中进行匹配，实现目标识别，并把识别结果用于引导外部干扰设备产生对应的干扰信号。
进一步地，所述中频采集测量模块采用VU9P-6GSPS信号处理板。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
（1）本发明通过微波变频单元实现对输入的特定频率范围的双极化信号进行下变频，通过中频采集测量模块对微波下变频模块下变产生的中频信号进行AD采集及特征参数测量，从而实现准确提取雷达极化信息，可用于侦收极化雷达信号，侦收结果可用于制定新型干扰策略，提升干扰设备性能，以便在电子战过程占据有利位置；同时可以解决内场仿真测试环境下无高适用性侦收设备的问题；
（2）本发明通过设置自检源模块产生自检源信号，在工作前进行系统自校准，实现系统两通道幅度及相位自校准，消除因系统两通道自身差异可能引入的误差，进一步提高侦收设备提取雷达极化信息的准确性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种双极化侦收设备的原理框图；
图2是本发明实施例提供的微波变频单元的工作原理框图；
图3是本发明实施例提供的下变频单元的实现原理框图；
图4是本发明实施例提供的频综单元中的时钟电路原理框图；
图5是本发明实施例提供的频综单元中的频综本振信号电路原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
一种双极化侦收设备，包括微波变频单元，用于对接收到的设定频率区间的双极化信号进行下变频，输出双极化中频信号；中频采集测量模块，用于对微波变频单元输出的双极化中频信号进行AD采集及特征参数测量，输出双极化的数字序列；信号存储模块，用于对中频采集测量模块采集所得的双极化的数字序列进行存储。
本实施例中，设定频率区间为400MHz~18GHz及30GHz~40GHz。变频单元包括两个下变频模块和一个频综模块，每个下变频模块实现一路400MHz~18GHz或30GHz~40GHz信号的下变频，获得800MHz±500MHz的中频信号；频综模块用于向两个下变频模块提供频综本振信号及工作时钟信号。自检源模块用于输出覆盖400MHz~18GHz及30GHz~40GHz、步进10MHz的自检源信号；包括覆盖400MHz~18GHz及30GHz~40GHz双频段的两只高稳锁相源，高稳锁相源用于产生400MHz~18GHz及30GHz~40GHz双频段的自检源信号，用于系统自校准。上述功能模块的有机组合能够实现覆盖400MHz~18GHz及30GHz~40GHz双频范围双极化信号的侦收采集。在自校准模式下，自检源信号经功分器分为2路后与输入双极化信号的两个支路信号进行开关选通控制，实现系统自校准及正常工作两种模式，自校准模式下，选通自检源信号进入后级链路；正常工作模式下，选通输入双极化信号进入后级链路。在自校准模式下，自检源信号分别注入两个下变频模块，下变频后送至所述中频采集测量模块进行幅度、到达时间的测量，根据测量结果进行延时及幅度补偿，实现系统两通道幅度及相位自校准，消除因系统两通道自身差异可能引入的误差。在正常工作模式下，中频采集测量模块对输入的双极化中频信号进行采集，并根据采集结果进行特征参数测量，测量结果送至上位机显示；同时，将采集所得高速数据流经背板高速总线送至信号存储模块，在存储模块软件控制下完成所需信号存储，方便后续数据分析。特征参数测量包括信号频率、带宽、脉宽、重复周期和功率的测量。正常工作模式下的特征参数测量结果可用于引导外部干扰模拟设备工作。
本实施例通过微波变频单元实现对输入的特定频率范围的双极化信号进行下变频，通过中频采集测量模块对微波下变频模块下变产生的中频信号进行AD采集及特征参数测量，从而实现准确提取雷达极化信息，可用于侦收极化雷达信号，侦收结果可用于制定新型干扰策略，提升干扰设备性能，以便在电子战过程占据有利位置；同时可以解决内场仿真测试环境下无高适用性侦收设备的问题；试验前，可预先将被试雷达导引头特征工作参数录入目标库中，并编辑对应的干扰策略。试验过程中，上位机将测量结果在目标库中进行匹配，实现目标识别，并把识别结果用于引导外部干扰设备产生对应的干扰信号，具体为：根据所述特征参数测量结果在目标库中进行特征参数匹配，实现目标识别，再根据目标识别结果从干扰策略库中选择相应的干扰策略，并将相应干扰参数下发至外部干扰模拟设备，引导外部干扰模拟设备输出相应干扰信号，以验证雷达导引头的抗干扰性能。信号存储模块用于对中频采集测量模块采集所得的双极化的数字序列进行存储，存储数据可包括被试雷达导引头被干扰前及被干扰后的工作状态，方便试验结束后导出进行比对，验证雷达导引头的抗干扰性能。
如图1所示，双极化侦收设备通过0.4GHz~18GHz双极化天线或30~40GHz双极化天线接收被试雷达导引头发射的极化雷达信号，水平支路信号和垂直支路信号分别与自检源信号进行选通，分别实现系统自校准及正常工作两种工作模式。自校准模式下，开关选通自检源信号进入后级链路；正常工作模式下，开关选通输入双极化信号进入后级链路；开关选通的信号分别注入微波变频单元的两个下变频模块，经下变频模块下变至中频800MHz±500MHz频率范围后，输出至中频采集测量模块。
中频采集测量模块使用一块高性能的VU9P-6GSPS信号处理板，该信号处理板具备2个AD采集通道，单通道采样率3.2GSPS，2个AD采集通道可分别对输入两路中频800MHz±500MHz的信号进行采集。对应系统自校准及正常工作两种工作模式，中频采集测量模块实现不同功能。自校准模式下，中频采集测量模块对输入中频信号进行采集，并根据采集结果完成幅度、到达时间测量，并根据测量结果进行幅度、延时补偿，完成通道自校准；正常工作模式下，中频采集测量模块对输入中频信号进行采集，并根据采集结果进行特征参数测量，测量结果送至上位机显示；同时，将采集所得高速数据流经背板高速Aurora总线送至数据存储板，在存储板软件控制下完成对所需信号的存储；
数据存储模块可对被试雷达导引头被干扰前及被干扰后的工作状态进行存储，试验结束后可通过板卡集成的光纤接口或万兆SFP+接口进行数据导出，导出数据可用于事后分析，以提取敌方雷达信号特征参数，方便制定干扰策略。
如图2所示，微波变频单元包括2套下变频模块和1套频综模块，单个下变频模块可实现1路400MHz~18GHz或30GHz~40GHz信号的下变频，将射频信号下变至中频800MHz±500MHz频率范围内，并输出至中频采集测量模块；频综模块由2套下变频模块共用，用于产生系统变频所需的频综本振信号及工作时钟信号等。
如图3所示，下变频模块用于实现对400MHz~18GHz及30GHz~40GHz频段信号的下变频。下变频模块有两个输入接口，分别接收0.4GHz~18GHz和30~40GHz的射频信号，0.4GHz~18GHz信号首先经过一只SP3T开关，将信号分为0.4GHz ~2GHz和2GHz~18GHz两个频段。其中一路输出0.4GHz ~2GHz信号，其余两路用于切换2GHz~18GHz的不同输入功率的工作状态。当输入的2GHz~18GHz信号功率较大时，信号将通过固定衰减支路；当信号功率较小时，信号将通过LNA放大支路，两个支路之间通过固定衰减器的调配，使得两个支路之间的增益相差30dB，这样的设计电路就相当于一个简易的30dB衰减器，开关合路之后再级联一只30dB动态范围0.5dB步进的数控衰减，系统就可以实现60dB范围0.5dB步进输入功率控制功能。然后2GHz~18GHz信号经过SPST调制器后，再与频综1混频上变频到30GHz ~40GHz的频段；经过开关滤波组滤除混频带来的多阶交调杂散后，信号再与频综2混频，下变到5.5GHz±500MHz的第一中频上，最后信号再与频综3变频到800MHz±500MHz后输出。而0.4GHz ~2GHz频段信号则不需要变频，通过一个类似的电路，实现60dB范围0.5dB步进输入功率控制功能后，再通过SPST和放大器后输出给中频信号处理单元。30~40GHz的信号同样经过幅度处理后，再通过一只SP2T开关与2~18GHz信号合路，再进行变频处理。
如图4、图5所示，频综模块用于产生下变频模块变频所需的频综本振信号及VU9P-6GSPS信号处理板工作所需的100MHz基准时钟信号，同时输出1路100MHz时钟作为备份，以便与其他设备相参工作时使用。频综模块支持内、外时钟切换，可以恒温晶振输出的100MHz时钟或外部输入的100MHz时钟为基准产生系统工作所需的频综本振信号或基准时钟信号。频综本振信号均以100MHz信号为激励通过PLL产生，PLL产生的频综本振信号频率稳定且信号质量高，能够为系统高质量工作提供保障。PLL产生的频综本振信号分别经功分器功分后输出至两个下变频模块，实现信号变频。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种双极化侦收设备，其特征是，包括：
微波变频单元，用于对接收到的设定频率区间的双极化信号进行下变频，输出双极化中频信号；
中频采集测量模块，用于对微波变频单元输出的双极化中频信号进行AD采集及特征参数测量，输出双极化的数字序列；
信号存储模块，用于对中频采集测量模块采集所得的双极化的数字序列进行存储。
2.根据权利要求1所述的双极化侦收设备，其特征是，所述设定频率区间为400MHz~18GHz及30GHz~40GHz。
3.根据权利要求2所述的双极化侦收设备，其特征是，所述微波变频单元包括两个下变频模块和一个频综模块，每个所述下变频模块实现一路400MHz~18GHz或30GHz~40GHz信号的下变频，获得800MHz±500MHz的中频信号；所述频综模块用于向两个所述下变频模块提供频综本振信号及工作时钟信号。
4.根据权利要求3所述的双极化侦收设备，其特征是，还包括自检源模块，所述自检源模块包括覆盖400MHz~18GHz及30GHz~40GHz双频段的两只高稳锁相源，所述高稳锁相源用于产生400MHz~18GHz及30GHz~40GHz双频段的自检源信号，用于系统自校准；
根据权利要求4所述的双极化侦收设备，其特征是，在自校准模式下，所述自检源信号经功分器分为2路后，分别注入两个所述下变频模块，下变频后送至所述中频采集测量模块进行幅度、到达时间的测量，根据测量结果进行延时及幅度补偿；在正常工作模式下，中频采集测量模块对输入的双极化中频信号进行采集，并根据采集结果进行特征参数测量，测量结果送至上位机；同时，将采集所得高速数据流经背板高速总线送至信号存储模块。
5.根据权利要求1或5所述的双极化侦收设备，其特征是，所述特征参数测量包括信号频率、带宽、脉宽、重复周期和功率的测量。
6.根据权利要求5所述的双极化侦收设备，其特征是，所述上位机将测量结果在目标库中进行匹配，实现目标识别，并把识别结果用于引导外部干扰设备产生对应的干扰信号。
7.根据权利要求1所述的双极化侦收设备，其特征是，所述中频采集测量模块采用VU9P-6GSPS信号处理板。
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