CN113375503B - 激光制导抗有源干扰的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种激光制导抗有源干扰的方法和系统，包括：获取导引头发送的待解码数字脉冲信号；待解码数字脉冲信号为目标数字脉冲信号和有源干扰信号的混合信号；获取至少一个预设周期参数；基于至少一个预设周期参数生成一组变周期间隔数据；基于变周期间隔数据，在待解码数字脉冲信号中捕获目标数字脉冲信号。本发明缓解现了现有技术中的激光制导领域缺乏抗有源干扰技术的问题。

Description

激光制导抗有源干扰的方法和系统
技术领域
本发明涉及抗有源干扰技术领域，尤其是涉及一种激光制导抗有源干扰的方法和系统。
背景技术
近几年来，受外部国际环境的影响，国内企业对于国产化元器件的需求日益增长，其中军工行业表现最为突出。在激光制导武器领域，目前国内关于基于国产ARM实现激光制导脉冲编码技术的相关解码产品较为空白，缺乏相对成熟的产品和专利。尤其是在激光制导抗有源干扰方面，现有技术中缺乏相关技术。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种激光制导抗有源干扰的方法和系统，以缓解现有技术中的激光制导领域缺乏抗有源干扰技术的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种激光制导抗有源干扰的方法，包括：获取导引头发送的待解码数字脉冲信号；所述待解码数字脉冲信号为目标数字脉冲信号和有源干扰信号的混合信号；获取至少一个预设周期参数；基于所述至少一个预设周期参数生成一组变周期间隔数据；基于所述变周期间隔数据，在所述待解码数字脉冲信号中捕获所述目标数字脉冲信号。
进一步地，在所述待解码数字脉冲信号中捕获所述目标数字脉冲信号之后，所述方法还包括：基于所述变周期间隔数据确定每一个目标数字脉冲信号到达时刻；在所述每一个目标数字脉冲信号到达时刻开设目标波门信号；所述目标波门信号包括：粗波门信号，精波门信号；基于所述目标波门信号，对所述目标数字脉冲信号的后续脉冲信号进行跟踪。
进一步地，在基于所述目标波门信号，对所述目标数字脉冲信号的后续脉冲信号进行跟踪之后，所述方法还包括：判断所述目标波门信号内的所述数字脉冲信号的脉冲宽度是否大于预设阈值；如果是，则确定所述目标数字脉冲信号被有源信号干扰，并同步产生干扰指示信号。
进一步地，基于所述变周期间隔数据，在所述待解码数字脉冲信号中捕获所述目标数字脉冲信号，包括：测量所述待解码数字脉冲信号的平均周期；将所述平均周期作为有源干扰的周期，对所述待解码数字脉冲信号进行滤波处理，得到滤波之后的数字脉冲信号；获取所述滤波之后的数字脉冲信号的前N个脉冲信号；N为大于1的整数；将所述前N个脉冲信号之间的间隔与所述变周期间隔数据进行匹配，得到匹配结果；基于所述匹配结果，在所述待解码数字脉冲信号中捕获所述目标数字脉冲信号。
进一步地，基于所述匹配结果，在所述待解码数字脉冲信号中捕获所述目标数字脉冲信号，包括：若所述匹配结果为所述前N个脉冲信号之间的间隔与所述变周期间隔数据相匹配，则将所述前N个脉冲信号作为所述目标数字脉冲信号。
第二方面，本发明实施例还提供了一种激光制导抗有源干扰的系统，包括：第一获取模块，第二获取模块，生成模块和捕获模块，其中，所述第一获取模块，用于获取导引头发送的待解码数字脉冲信号；所述待解码数字脉冲信号为目标数字脉冲信号和有源干扰信号的混合信号；所述第二获取模块，用于获取至少一个预设周期参数；所述生成模块，用于基于所述至少一个预设周期参数生成一组变周期间隔数据；所述捕获模块，用于基于所述变周期间隔数据，在所述待解码数字脉冲信号中捕获所述目标数字脉冲信号。
进一步地，所述系统还包括：跟踪模块，用于：基于所述变周期间隔数据确定每一个目标数字脉冲信号到达时刻；在所述每一个目标数字脉冲信号到达时刻开设目标波门信号；所述目标波门信号包括：粗波门信号，精波门信号；基于所述目标波门信号，对所述目标数字脉冲信号的后续脉冲信号进行跟踪。
进一步地，所述系统还包括：干扰指示模块，用于：判断所述目标波门信号内的所述数字脉冲信号的脉冲宽度是否大于预设阈值；如果是，则确定所述目标数字脉冲信号被有源信号干扰，并同步产生干扰指示信号。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面所述的方法的步骤。
第四方面，本发明实施例还提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行上述第一方面所述方法。
本发明提供了一种激光制导抗有源干扰的方法和系统，包括：获取导引头发送的待解码数字脉冲信号；待解码数字脉冲信号为目标数字脉冲信号和有源干扰信号的混合信号；获取至少一个预设周期参数；基于至少一个预设周期参数生成一组变周期间隔数据；变周期间隔数据，在待解码数字脉冲信号中捕获目标数字脉冲信号。本发明实施例根据有源干扰信号为固定周期信号的特点，通过设置变周期间隔数据对目标数字脉冲信号进行捕获的方法，实现了目标数字脉冲信号有效的抗有源干扰的技术效果，缓解现了现有技术中的激光制导方面缺乏抗有源干扰技术的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种激光制导抗有源干扰的方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种n组互扰情况下情况下解码原理时序图；
图3为本发明实施例提供的一种高重频干扰情况下解码原理时序图；
图4为本发明实施例提供的一种无干扰情况下解码原理时序图；
图5为本发明实施例提供的一种激光制导武器导引头的解码模块示意图；
图6为本发明实施例提供的一种激光制导抗有源干扰的系统的示意图；
图7为本发明实施例提供的另一种激光制导抗有源干扰的系统的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
图1是根据本发明实施例提供的一种激光制导抗有源干扰的方法的流程图，该方法应用于激光制导武器导引头的解码模块。解码模块是激光制导武器导引头的组成部分，导引头接收到激光脉冲信号后，生成同频率的数字脉冲信号，并发送至解码模块。如图1所示，该方法具体包括如下步骤：
步骤S102，获取导引头发送的待解码数字脉冲信号；待解码数字脉冲信号为目标数字脉冲信号和有源干扰信号的混合信号。
步骤S104，获取至少一个预设周期参数。
步骤S106，基于至少一个预设周期参数生成一组变周期间隔数据。其中，变周期间隔数据的周期与目标数字脉冲信号的周期一致。
例如，预设周期参数包括两个密钥数据时，根据这两个密钥数据和一定规则生成一组变周期间隔数据，每个周期数据大小各不相同，例如可以是43000μs～55000μs之间的数据。
步骤S108，基于变周期间隔数据，在待解码数字脉冲信号中捕获目标数字脉冲信号。
本发明实施例提供了一种激光制导抗有源干扰的方法，根据有源干扰信号为固定周期信号的特点，通过设置变周期间隔数据对目标数字脉冲信号进行捕获的方法，实现了对目标数字脉冲信号的有效抗干扰的技术效果，缓解现了现有技术中的激光制导方面缺乏抗有源干扰技术的问题。
具体地，步骤S108还包括如下步骤：
步骤S1081，测量待解码数字脉冲信号的平均周期；
步骤S1082，将平均周期作为有源干扰的周期，对待解码数字脉冲信号进行滤波处理，得到滤波之后的数字脉冲信号；
步骤S1083，获取滤波之后的数字脉冲信号的前N个脉冲信号；N为大于1的整数；
步骤S1084，将前N个脉冲信号之间的间隔与变周期间隔数据进行匹配，得到匹配结果；其中，匹配结果包括以下任一项：前N个脉冲信号之间的间隔与变周期间隔数据匹配，前N个脉冲信号之间的间隔与变周期间隔数据不匹配；
步骤S1085，基于匹配结果，在待解码数字脉冲信号中捕获目标数字脉冲信号。
具体地，若匹配结果为前N个脉冲信号之间的间隔与变周期间隔数据相匹配，则将前N个脉冲信号作为目标数字脉冲信号。
例如，解码模块在收到第一个数字脉冲信号时开始计数，在可能存在4个连续正确数字脉冲时间范围内逐一与周期数据匹配，判断是否存在连续3个正确数字脉冲时间间隔与3个连续周期数据相匹配，如果不存在，则重新捕获；如果存在，则将这连续4正确数字脉冲作为目标数字脉冲信号，以及可以根据匹配结果确定目标数字脉冲信号的每一个脉冲信号到达时刻。
可选地，本发明实施例提供的方法，在步骤S108之后，还包括对目标数字脉冲信号进行跟踪的步骤，具体地，包括如下步骤：
步骤S1101，基于变周期间隔数据确定每一个目标数字脉冲信号到达时刻。
步骤S1102，在每一个目标数字脉冲信号到达时刻开设目标波门信号；目标波门信号包括：粗波门信号，精波门信号。
步骤S1103，基于目标波门信号，对目标数字脉冲信号的后续脉冲信号进行跟踪。
可选地，波门信号包括粗波门信号和精波门信号。在根据变周期间隔数据确定下一个数字脉冲信号达到时刻分别开设粗波门信号和精波门信号，然后判断精波门信号中是否有数字脉冲信号，如果没有，则说明跟踪失败，重新对目标数字脉冲信号进行捕获；如果有，则说明跟踪成功，将精波门中的数字脉冲信号作为待解码数字信号。
可选地，本发明实施例提供的方法，在对目标数字脉冲信号进行跟踪的同时，还包括：判断跟踪到的数字脉冲信号是否为被干扰信号，具体地，包括：
判断目标波门信号内的数字脉冲信号的脉冲宽度是否大于预设阈值；例如，判断脉冲宽度是否大于1.5个数字脉冲宽度；
如果是，则确定目标数字脉冲信号被有源信号干扰，并同步产生干扰指示信号。
可选地，图2是根据本发明实施例提供的一种n组互扰情况下情况下解码原理时序图，n组互扰情况下数字脉冲信号中夹杂了按照n组不同密钥数据生成的周期序列循环变化的变周期间隔数据，解码模块需要根据选定的密钥数据(即预设周期参数)，在夹杂干扰脉冲的待解码数字脉冲信号中捕获正确脉冲信号(即目标数字脉冲信号)，并在正确数字脉冲信号开设波门信号。粗波门信号用来提前告知导引头数字脉冲信号位置，在粗波门内原则上允许存在干扰脉冲信号；精波门是解码模块送给导引头的精确数字脉冲指示信号，正常情况下精波门内只有数字脉冲信号，当正确数字脉冲信号和干扰脉冲信号无法区分开的时候，生成干扰指示信号。
可选地，图3为本发明实施例提供的一种高重频干扰情况下解码原理时序图，高重频干扰情况下数字脉冲信号中夹杂了高重频有源干扰信号，解码模块需要在夹杂高重频干扰脉冲的数字脉冲信号中捕获正确脉冲信号并在正确数字脉冲信号开设波门信号。当解码模块无法将正确数字脉冲信号和高重频干扰脉冲信号准确区分开的时候，生成干扰指示信号。
可选地，本发明实施例还提供了一种在无干扰情况下的定频解码方法，包括如下步骤：
步骤S1，当收到导引头向解码模块发送的定频解码指令的时候，解码模块进入定频解码模式。
步骤S2，解码模块根据定频解码指令从外部存储器读取定频解码周期参数。
步骤S3，解码模块进入定频捕获状态，定频解码在无干扰情况下进行，当解码模块收到第1个数字脉冲的时候，根据定频解码周期在下一个数字脉冲到来时刻开设粗波门和精波门。
步骤S4，在精波门内判断是否存在数字脉冲信号，如果存在数字脉冲则证明捕获成功，进入步骤S5，如果不存在数字脉冲则说明捕获失败，则进入步骤S3重新捕获。
步骤S5，解码模块进入定频跟踪状态，在每次精波门内判断是否存在数字脉冲信号，如果存在数字脉冲则证明跟踪成功，继续在下一个数字脉冲到来时刻开设粗波门和精波门，如果不存在数字脉冲则说明跟踪失败，则进入步骤S3重新捕获。
可选地，图4是根据本发明实施例提供的一种无干扰情况下解码原理时序图，数字脉冲信号为导引头发出的带有编码特征的数字脉冲信号，当解码模块稳定跟踪数字脉冲信号的时候，在数字脉冲信号到来的位置开设粗波门信号和精波门信号，此时没有干扰脉冲，所以不产生干扰指示信号。如图4所示，t1为数字脉冲信号的周期，数字脉冲信号的编码有两种模式，第一种为固定频率模式，周期恒定不变，第二种为脉冲编码模式，周期是由一组互不相同的周期序列，数字脉冲信号编码周期按照周期序列循环变化。
需要说明的是，图2、图3和图4中的各个信号时间范围定义如表1所示：
表1各个信号的时间范围定义
Figure BDA0002798017140000081
Figure BDA0002798017140000091
实施例二：
图5是根据本发明实施例提供的一种激光制导武器导引头的解码模块示意图。如图5所示，该解码模块由国产ARM Cortex-M核架构控制器(即图5中的处理器)、外部数据存储器(即图5中的数据存储FLASH)、2路串行通讯接口(即图5中的串口1和串口2)、4路通用输入输出接口(即图5中的“数字脉冲”、“粗波门”、“精波门”和“干扰指示”)、电源模块组成。
其中，国产ARM Cortex-M架构处理器用于执行上述实施例一所提供的激光制导抗有源干扰的方法和系统控制；外部存储器用于存储定频周期、密钥数据、解码参数等数据；串口1用于解码模块与上位机进行数据交互；串口2用于解码模块与导引头进行数据交互；1路通用输入输出接口(General-purpose input/output，GPIO)用于接收导引头发出的数字脉冲信号；1路GPIO用于生成粗波门信号；1路GPIO用于生成精波门信号；1路GPIO用于生成干扰指示信号；电源模块为整个解码模块提供所需电源。
具体地，图5所示的解码模块的技术指标如下：
1)脉冲编码抗干扰模式时数字脉冲信号捕获时间：
无干扰情况下：≤300ms；
8组互扰情况下：≤360ms；
10kHz干扰情况下：≤720ms；
100kHz干扰情况下：≤900ms。
2)脉冲编码抗干扰模式时误码率：
无干扰情况下：≤1％；
8组互扰情况下：≤2％；
10kHz干扰情况下：≤5％；
100kHz干扰情况下：≤10％。
3)各个信号时间要求：
数字脉冲信号周期：43ms-55ms；
数字脉冲信号宽度：0.5μs-2μs；
粗波门前沿超前数字脉冲信号前沿时间：5μs-50μs；
粗波门信号宽度：10μs-100μs；
精波门信号宽度：1μs-10μs；
精波门前沿超前数字脉冲信号前沿时间：0.1μs-5μs；
干扰指示信号脉冲前沿比精波门后沿滞后时间：1μs-40μs；
干扰指示信号脉冲宽度：1μs-40μs。
实施例三：
图6是根据本发明实施例提供的一种激光制导抗有源干扰的系统的示意图。如图6所示，该系统包括：第一获取模块10，第二获取模块20，生成模块30和捕获模块40。
具体地，第一获取模块10，用于获取导引头发送的待解码数字脉冲信号；待解码数字脉冲信号为目标数字脉冲信号和有源干扰信号的混合信号。
第二获取模块20，用于获取至少一个预设周期参数。
生成模块30，用于基于至少一个预设周期参数生成一组变周期间隔数据。
捕获模块40，用于基于变周期间隔数据，在待解码数字脉冲信号中捕获目标数字脉冲信号。
本发明实施例提供了一种激光制导抗有源干扰的系统，根据有源干扰信号为固定周期信号的特点，通过设置变周期间隔数据对目标数字脉冲信号进行捕获的方法，实现了对目标数字脉冲信号的有效抗干扰的技术效果，缓解现了现有技术中的激光制导方面缺乏抗有源干扰技术的问题。
可选地，捕获模块40，还用于：测量待解码数字脉冲信号的平均周期；将平均周期作为有源干扰的周期，对待解码数字脉冲信号进行滤波处理，得到滤波之后的数字脉冲信号；获取滤波之后的数字脉冲信号的前N个脉冲信号；N为大于1的整数；将前N个脉冲信号之间的间隔与变周期间隔数据进行匹配，得到匹配结果；基于匹配结果，在待解码数字脉冲信号中捕获目标数字脉冲信号。
具体地，若匹配结果为前N个脉冲信号之间的间隔与变周期间隔数据相匹配，则将前N个脉冲信号作为目标数字脉冲信号。
可选地，图7是根据本发明实施例提供的另一种激光制导抗有源干扰的系统的示意图，如图7所示，该系统还包括：跟踪模块50和干扰指示模块60。
具体地，跟踪模块50，用于基于变周期间隔数据确定每一个目标数字脉冲信号到达时刻；在每一个目标数字脉冲信号到达时刻开设目标波门信号；目标波门信号包括：粗波门信号，精波门信号；基于目标波门信号，对目标数字脉冲信号的后续脉冲信号进行跟踪。
干扰指示模块60，用于判断目标波门信号内的数字脉冲信号的脉冲宽度是否大于预设阈值；如果是，则确定目标数字脉冲信号被有源信号干扰，并同步产生干扰指示信号。
本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例一的方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，程序代码使处理器执行上述实施例一的方法。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种激光制导抗有源干扰的方法，其特征在于，包括：
获取导引头发送的待解码数字脉冲信号；所述待解码数字脉冲信号为目标数字脉冲信号和有源干扰信号的混合信号；
获取至少一个预设周期参数；
基于所述至少一个预设周期参数生成一组变周期间隔数据；
基于所述变周期间隔数据，在所述待解码数字脉冲信号中捕获所述目标数字脉冲信号；
其中，基于所述变周期间隔数据，在所述待解码数字脉冲信号中捕获所述目标数字脉冲信号，包括：
测量所述待解码数字脉冲信号的平均周期；
将所述平均周期作为所述有源干扰信号的周期，对所述待解码数字脉冲信号进行滤波处理，得到滤波之后的数字脉冲信号；
获取所述滤波之后的数字脉冲信号的前N个脉冲信号；N为大于1的整数；
将所述前N个脉冲信号之间的间隔与所述变周期间隔数据进行匹配，得到匹配结果；
基于所述匹配结果，在所述待解码数字脉冲信号中捕获所述目标数字脉冲信号；
其中，基于所述匹配结果，在所述待解码数字脉冲信号中捕获所述目标数字脉冲信号，包括：
若所述匹配结果为所述前N个脉冲信号之间的间隔与所述变周期间隔数据相匹配，则将所述前N个脉冲信号作为所述目标数字脉冲信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述待解码数字脉冲信号中捕获所述目标数字脉冲信号之后，所述方法还包括：
基于所述变周期间隔数据确定每一个目标数字脉冲信号到达时刻；
在所述每一个目标数字脉冲信号到达时刻开设目标波门信号；所述目标波门信号包括：粗波门信号，精波门信号；
基于所述目标波门信号，对所述目标数字脉冲信号的后续脉冲信号进行跟踪。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在基于所述目标波门信号，对所述目标数字脉冲信号的后续脉冲信号进行跟踪之后，所述方法还包括：
判断所述目标波门信号内的所述数字脉冲信号的脉冲宽度是否大于预设阈值；
如果是，则确定所述目标数字脉冲信号被所述有源干扰信号干扰，并同步产生干扰指示信号。
4.一种激光制导抗有源干扰的系统，其特征在于，包括：第一获取模块，第二获取模块，生成模块和捕获模块，其中，
所述第一获取模块，用于获取导引头发送的待解码数字脉冲信号；所述待解码数字脉冲信号为目标数字脉冲信号和有源干扰信号的混合信号；
所述第二获取模块，用于获取至少一个预设周期参数；
所述生成模块，用于基于所述至少一个预设周期参数生成一组变周期间隔数据；
所述捕获模块，用于基于所述变周期间隔数据，在所述待解码数字脉冲信号中捕获所述目标数字脉冲信号；
其中，基于所述变周期间隔数据，在所述待解码数字脉冲信号中捕获所述目标数字脉冲信号，包括：
测量所述待解码数字脉冲信号的平均周期；
将所述平均周期作为所述有源干扰信号的周期，对所述待解码数字脉冲信号进行滤波处理，得到滤波之后的数字脉冲信号；
获取所述滤波之后的数字脉冲信号的前N个脉冲信号；N为大于1的整数；
将所述前N个脉冲信号之间的间隔与所述变周期间隔数据进行匹配，得到匹配结果；
基于所述匹配结果，在所述待解码数字脉冲信号中捕获所述目标数字脉冲信号；
其中，基于所述匹配结果，在所述待解码数字脉冲信号中捕获所述目标数字脉冲信号，包括：
若所述匹配结果为所述前N个脉冲信号之间的间隔与所述变周期间隔数据相匹配，则将所述前N个脉冲信号作为所述目标数字脉冲信号。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：跟踪模块，用于：
基于所述变周期间隔数据确定每一个目标数字脉冲信号到达时刻；
在所述每一个目标数字脉冲信号到达时刻开设目标波门信号；所述目标波门信号包括：粗波门信号，精波门信号；
基于所述目标波门信号，对所述目标数字脉冲信号的后续脉冲信号进行跟踪。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：干扰指示模块，用于：判断所述目标波门信号内的所述数字脉冲信号的脉冲宽度是否大于预设阈值；如果是，则确定所述目标数字脉冲信号被所述有源干扰信号干扰，并同步产生干扰指示信号。
7.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至3任一项所述的方法的步骤。
8.一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，其特征在于，所述程序代码使所述处理器执行所述权利要求1-3任一项所述方法。
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