CN113608181A - 基于数字信道化的雷达信号侦察与多目标干扰方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于数字信道化的雷达信号侦察与多目标干扰方法及系统，方法包括：天线及微波接收组件，接收雷达射频信号并转为雷达中频信号；接收雷达中频信号，经过高速ADC采样得到数字中频信号；基于多相滤波和I FFT的数字信道化模块得到多路低速率基带信号；侦察干扰控制模块实现收发同时下的信号侦察与干扰；基于DRFM技术实现多目标干扰信号；基于多相滤波和I FFT的信道化重构模块将多目标基带干扰信号上变频为中频干扰信号并经高速DAC输出；天线及微波发射组件，将中频信号转为雷达射频信号并发射信号，系统包括高速ADC、I FFT的数字信道化模块、侦察干扰控制模块、干扰调制模块。本发明，具有多目标同时侦察与干扰的能力与收发同时能力，同时结构简单。
Description
技术领域
本发明涉及信号处理技术领域，具体为基于数字信道化的雷达信号侦察与多目标干扰方法及系统。
背景技术
随着科学技术的发展，现代化战争中雷达的作用越来越明显，敌方雷达可以准确、实时的获取战场己方目标信息。为了避免雷达探测到己方目标信息，需要有能对雷达进行干扰的设备，使雷达不能接收到真实的目标信息或接收虚假的目标信息。
随着雷达技术各方面的不断成熟，雷达信号具有类型多、频带宽、快速捷变、信号密度高等特点，同时数字信号处理技术有着抗干扰能力强、易于集成等优点。这就要求电子侦察、电子干扰技术走向宽带化、数字化、精准化、一体化。宽带化可以实现工作带宽内雷达信号的全概率截获进而进行干扰。数字化具有高可靠性、可编程性、低成本等优点。精准化可以保证获取雷达信息的准确性并为干扰提供足够的情报支持。一体化将相对独立的侦察系统与干扰系统进行有机的统一，省去中间存在的繁琐交互过程，可以针对敌方雷达实施快速有效的干扰。
以往的侦察干扰机中大多采用单通道的发射结构，但是对于多个宽带目标干扰信号同时发射的情况，则需要采取多个单通道发射机协作发射，这将消耗极大地硬件资源，不利于工程实现。同时，侦察干扰一体机辐射的功率远远大于接收机的灵敏度，如果干扰发射信号耦合到接收端，则侦察部分难以正常工作，导致我方可能错失敌方部分雷达信号的侦察与干扰，工作效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于宽带数字信道化的雷达信号侦察与多目标干扰系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于宽带数字信道化的雷达信号侦察与多目标干扰方法，包括如下步骤：
S1,天线及微波接收组件，接收雷达射频信号并转为雷达中频信号；
S2,接收雷达中频信号，经过高速ADC采样得到数字中频信号；
S3,基于多相滤波和IFFT的数字信道化模块得到多路低速率基带信号；
S4,侦察干扰控制模块实现收发同时下的信号侦察与干扰；
S5,基于DRFM技术实现多目标干扰信号；
S6,基于多相滤波和IFFT的信道化重构模块将多目标基带干扰信号上变频为中频干扰信号并经高速DAC输出；
S7,天线及微波发射组件，将中频信号转为雷达射频信号并发射信号。
优选的，所述步骤S3包括利用原型低通滤波器生成滤波器组的方式，首先对输入数据的进行抽取降速，然后对其进行多相滤波，完成了对输入信号的高效信道化。
优选的，所述步骤S4包括：
对干扰频率fk所在的信道数据进行干扰发射时关闭该信道，开放其它频率信号所在的信道，最终使信道化侦察干扰机在进行干扰的同时还能够对敌方雷达信号进行侦察接收。
优选的，所述步骤S5包括：
对干扰频率fk所在的信道数据进行存储转发，并通过延时叠加和混频的方式产生干扰信号。
优选的，所述步骤S6包括：
首先对每个信道内的信号做上变频处理，接下来采取多项滤波与IFFT的方式对其进行镜像滤波，得到K相输出，K相输出即为重构输出信号按照不同初相的K倍抽取的结果，因此得到K相输出信号，即可通过等效插值的方式得到信道重构后的干扰信号。
一种基于宽带数字信道化的雷达信号侦察与多目标干扰系统，其特征在于包括天线及微波接收组件、高速ADC、IFFT的数字信道化模块、侦察干扰控制模块、干扰调制模块、IFFT的信道化重构模块、高速DAC和天线及微波发射组件。
优选的，所述侦察干扰控制模块由干扰跟踪模块和信道屏蔽模块组成，所述干扰跟踪模块在信号检波上升沿到来后开始存储信号，并在检波下降沿时开始依据干扰发射时间产生干扰发射波门，所述控制信道屏蔽模块对已产生干扰信号的子信道屏蔽，同时其它的信道可以一直处于接收状态并做信号参数测量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明，具有多目标同时侦察与干扰的能力与收发同时能力，同时结构简单，节省了硬件资源，而且工作效率高。
附图说明
图1为本发明中基于宽带数字信道化的雷达信号侦察与多目标干扰系统框图。
图2为本发明中一种原型滤波器的幅度响应和相位响应图。
图3为本发明中基于多相滤波和IFFT的数字信道化原理图。
图4为本发明中信道化滤波器组的幅度响应和相位响应图。
图5为本发明中收发波门控制时序图。
图6为本发明中多目标干扰示意图。
图7为本发明中基于多相滤波和IFFT的数字重构原理图。
图8为本发明中两目标干扰信号重构后的频谱图。
图9为传统的多目标干扰频谱图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：一种基于宽带数字信道化的雷达信号侦察与多目标干扰方法，包括如下步骤：
S1,天线及微波接收组件，接收雷达射频信号并转为雷达中频信号；
S2,接收雷达中频信号，经过高速ADC采样得到数字中频信号；
S3,基于多相滤波和IFFT的数字信道化模块得到多路低速率基带信号；
S4,侦察干扰控制模块实现收发同时下的信号侦察与干扰；
S5,基于DRFM技术实现多目标干扰信号；
S6,基于多相滤波和IFFT的信道化重构模块将多目标基带干扰信号上变频为中频干扰信号并经高速DAC输出；
S7,天线及微波发射组件，将中频信号转为雷达射频信号并发射信号。
参照图1所示的一种基于宽带数字信道化的雷达信号侦察与多目标干扰系统，系统中高速ADC采样率为2400MHz，系统内部包含32个子信道。上述步骤S3具体为：
设计原型滤波器h[n]，其基本要求如下：
a)低通滤波器；
b)在截止频率37.5MHz(归一化频率0.03125)处，幅度下降3dB；
c)线性相位；
d)阻带衰减70dB，防止信号发生混叠。
得到如图2所示的阶数为512的FIR低通滤波器。
2)设计高效的多相滤波信道化结构如图3所示，其推导过程如下：
假设侦察干扰机经过高速ADC得到了雷达数字信号x[n]，侦察干扰机均匀划分信道数目为32，每个信道进行16倍抽取，512阶原型滤波器h[n]的多相表达式为：
令WK＝e-j2π/32，
可得
易知Hk[z]为H[z]经IFFT变换后的第k点的值，同时也是第k个子信道的输出。同时IFFT等效实现了一个滤波器组的滤波功能，其滤波器组如图4所示。
特别地，由于锐截止的滤波器实际是不存在的，为了易于工程实现，本系统的滤波器组具有部分交叠，为了防止信号发生混叠，要求fs/M≥2·fs/K，即信道数目与抽取倍数比值需不小于2，本系统中取其比值为2，则有
可见偶数信道中，信号乘以e-jπkn相当于乘以1，奇数信道中，信号乘以e-jπkn相当于乘以(-1)n。El(z2)相当于在个信道的多相滤波系数间插入一个0。
进一步地，步骤S4的内容具体为：
侦察干扰控制模块由干扰跟踪模块和信道屏蔽模块组成，对于需要产生干扰信号的子信道，干扰跟踪模块在信号检波上升沿到来后开始存储信号，并在检波下降沿时开始依据干扰发射时间产生干扰发射波门，控制信道屏蔽模块对已产生干扰信号的子信道屏蔽，同时其他的信道可以一直处于接收状态并做信号参数测量。
当需要干扰的雷达信号的中频频率为750MHz时，由步骤S3知该信号将出现在第11个信道中。为此，当第11个信道中检波信号出现上升沿，我们开始存储第11个信道中的信号直到检波信号下降沿出现，再依据发射时间打开发射波门并发送干扰信号，同时关闭第11个信道的接收波门，其他信道则持续处于接收状态，形成了如图5所示的收发波门时序图。
进一步地，步骤S5具体为：
只对需要进行干扰的子信道的信号进行存储转发、延时叠加、频率调制等干扰调制。特别的，不同信道的信号可以实施相同的或不同的干扰样式。
当需要干扰的一部雷达信号的中心频率为750MHz且干扰样式为密集假目标干扰，另一部需要干扰的雷达信号中心频率为450MHz且干扰样式为瞄准式噪声干扰。如图6所示，系统将第11个信道存储的信号输入到密集假目标干扰模块，将第6个信道存储的信号输入到瞄准式噪声干扰模块。
进一步地，步骤S6具体为：
步骤S6实际为步骤S3的逆过程。信道重构的架构如图7所示。合并后得到如图8所示的干扰频谱图。传统的多目标干扰需要多个独立的通道完成，最后形成如图9所示的干扰频谱图，对比发现，图8中干扰主谱的频谱质量相对图9没有损失，整体频谱质量良好。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.基于宽带数字信道化的雷达信号侦察与多目标干扰方法，其特征在于包括如下步骤：
S1,天线及微波接收组件，接收雷达射频信号并转为雷达中频信号；
S2,接收雷达中频信号，经过高速ADC采样得到数字中频信号；
S3,基于多相滤波和IFFT的数字信道化模块得到多路低速率基带信号；
S4,侦察干扰控制模块实现收发同时下的信号侦察与干扰；
S5,基于DRFM技术实现多目标干扰信号；
S6,基于多相滤波和IFFT的信道化重构模块将多目标基带干扰信号上变频为中频干扰信号并经高速DAC输出；
S7,天线及微波发射组件，将中频信号转为雷达射频信号并发射信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于宽带数字信道化的雷达信号侦察与多目标干扰系统，其特征在于：所述步骤S3包括利用原型低通滤波器生成滤波器组的方式，首先对输入数据的进行抽取降速，然后对其进行多相滤波，完成了对输入信号的高效信道化。
3.根据权利要求1所述的一种基于宽带数字信道化的雷达信号侦察与多目标干扰系统，其特征在于：所述步骤S4包括：
对干扰频率fk所在的信道数据进行干扰发射时关闭该信道，开放其它频率信号所在的信道，最终使信道化侦察干扰机在进行干扰的同时还能够对敌方雷达信号进行侦察接收。
4.根据权利要求1所述的一种基于宽带数字信道化的雷达信号侦察与多目标干扰系统，其特征在于：所述步骤S5包括：
对干扰频率fk所在的信道数据进行存储转发，并通过延时叠加和混频的方式产生干扰信号。
5.根据权利要求1所述的一种基于宽带数字信道化的雷达信号侦察与多目标干扰系统，其特征在于：所述步骤S6包括：
首先对每个信道内的信号做上变频处理，接下来采取多项滤波与IFFT的方式对其进行镜像滤波，得到K相输出，K相输出即为重构输出信号按照不同初相的K倍抽取的结果，因此得到K相输出信号，即可通过等效插值的方式得到信道重构后的干扰信号。
6.一种基于宽带数字信道化的雷达信号侦察与多目标干扰系统，其特征在于包括天线及微波接收组件、高速ADC、IFFT的数字信道化模块、侦察干扰控制模块、干扰调制模块、IFFT的信道化重构模块、高速DAC和天线及微波发射组件。
7.根据权利要求6所述的基于宽带数字信道化的雷达信号侦察与多目标干扰系统，其特征在于：所述高速ADC采样率为2400MHz。
8.根据权利要求6所述的基于宽带数字信道化的雷达信号侦察与多目标干扰系统，其特征在于：所述侦察干扰控制模块由干扰跟踪模块和信道屏蔽模块组成，所述干扰跟踪模块在信号检波上升沿到来后开始存储信号，并在检波下降沿时开始依据干扰发射时间产生干扰发射波门，所述控制信道屏蔽模块对已产生干扰信号的子信道屏蔽，同时其它的信道可以一直处于接收状态并做信号参数测量。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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