CN115801216A - 一种基于侦查干扰系统波形复用的高精度时统方法 - Google Patents

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CN115801216A CN202310064965.6A CN202310064965A CN115801216A CN 115801216 A CN115801216 A CN 115801216A CN 202310064965 A CN202310064965 A CN 202310064965A CN 115801216 A CN115801216 A CN 115801216A
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曹菲
欧阳晓平
许剑锋
秦建强
冯晓伟
何川
李艳玲
王蕊
李呈珂
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Abstract

本发明提供了一种基于侦查干扰系统波形复用的高精度时统方法，包括以下步骤：以侦查干扰车一作为主站，其它3个侦查干扰车作为副站，在部署完成之后或执行任务之前，进行一次时间统一，再通过测算计算，本发明能实现对4个侦查干扰车组成的分布式、网络化协同侦查、干扰的高精度时间统一，时间同步精度达到了3ns以内。解决了4台侦查干扰车相互干扰问题；多系统之间的空域、时域、频域有序性问题；侦查数据时标准确性问题。极大的提升了该系统对引信的干扰效果。可以实现对多个侦查干扰系统高精度时统，实现3ns以内的时统精度，使得分布式、网络化协同侦查、干扰成为可能。

Description

一种基于侦查干扰系统波形复用的高精度时统方法
技术领域
本发明属于雷达通信技术领域，具体涉及一种基于侦查干扰系统波形复用的高精度时统方法。
背景技术
要对雷达、通信信号实施有效的干扰，要求侦查干扰系统必须具备以下特点：快速、准确的信号检测、特征提取和分类分析能力；有效的空域、时域、频域、能域覆盖能力；丰富、有效、快速的干扰波形产生和干扰策略生成能力。分布式、网络化协同从以上三个方面全面提升了系统能力，通过同域覆盖和数据融合提升信号分析能力；通过空域、时域、频域、能域互补，保证侦查和干扰有效覆盖；通过空域、时域、频域协同和能域的增强保证了干扰的有效性。
现代雷达引信信号瞬时带宽越来越宽、脉冲波形样式越来越复杂，越来越多的采用了扩跳频的信号体制，使得针对引信的侦查干扰越来越困难。主要体现在：信号体制复杂，脉冲宽度窄、周期短，频率跳变，周期参差，工作时间短，侦查系统无法在短时间内获得信号的准确信息，及时引导干扰设备进行干扰；引信基于波形设计具备多种抗干扰手段，利用时间窗口、频率窗口以及空域滤波等方式有效的规避了干扰。采用分布式、网络化的多个侦查干扰系统实现对引信的协同侦查、干扰，有效的提高了干扰能力。
要进行有效的协同，存在以下问题：多个侦查干扰系统之间的相互干扰问题；多系统之间的空域、时域、频域有序性问题；侦查数据时标准确性问题等。
基于此，提出了一种基于侦查干扰系统波形复用的高精度时统方法。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足，提供一种基于侦查干扰系统波形复用的高精度时统方法。
具体的，本发明采用的技术方案是：提供一种基于侦查干扰系统波形复用的高精度时统方法，包括以下步骤：
以侦查干扰车一作为主站，其它3个侦查干扰车作为副站，在部署完成之后或执行任务之前，进行一次时间统一；
设主站与副站相距为R，正负斜率LFM信号调频斜率为K，进行时间同步测距过程时序；
t、t'分别为主、副站时间系统，t1为主站发送测量波形的主站时刻，t1'为测量波形到达副站的副站时刻，t2'为副站发送测量波形的副站时刻，t2为测量波形到达主站的主站时刻；
由于两站时间不同步，设其时间差为
Figure SMS_1
，
则根据测量过程可得公式：
Figure SMS_2
式中Delayxx站系统延迟；
tLO、tLO' 主、副站本振产生时刻；
f1'、f2副站和主站去斜信号频率；
C为光速；
令
Figure SMS_3
，
Figure SMS_4
，则
Figure SMS_5
，
实际测量时，t1、tLO、t2'、tLO' 由主副站系统时钟计时得到，其准确度优于ns级；
Δta、Δtb为系统固有延时偏差，由于主副站收发通道距离Δta和Δtb相减后即可直接消除系统通道延迟误差。
进一步的，所述时间统一是在校准开始时，主站基于自己的秒脉冲产生线性调频脉冲LFM，利用干扰通道发送至副站，副站利用侦查通道进行接收，并对线性调频脉冲LFM信号进行去斜处理，获得信号传输的时间信息。副站再基于自己的秒脉冲产生线性调频脉冲LFM，利用干扰通道发送至主站，主站利用侦查通道进行接收，并对线性调频脉冲LFM信号进行去斜处理，获得信号传输的时间信息。最后根据距离信息、本站的接收延迟信息、发射延迟信息以及线性调频脉冲LFM信号的参数，计算得到主战和副站的相对时差，在本地进行信号产生和接收时进行补偿，从而实现主战和副站高精度时间统一。
进一步的，线性调频脉冲LFM信号去斜处理时f1'、f2经数字信号处理模块通过测频算法获得。
进一步的，所述t和t'经时间统一后时间相差小于1us。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明能实现对4个侦查干扰车组成的分布式、网络化协同侦查、干扰的高精度时间统一，时间同步精度达到了3ns以内。解决了4台侦查干扰车相互干扰问题；多系统之间的空域、时域、频域有序性问题；侦查数据时标准确性问题。极大的提升了该系统对引信的干扰效果。可以实现对多个侦查干扰系统高精度时统，实现3ns以内的时统精度，使得分布式、网络化协同侦查、干扰成为可能。
附图说明
图1是本发明实施例中高精度时统实现结构框图。
图2是本发明实施例中LFM信号去斜后频率与时间的关系图。
图3是本发明实施例中LFM信号去斜处理时时间和频率的关系图。
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。
如图1-3所示，本发明提供一种技术方案：一种基于侦查干扰系统波形复用的高精度时统方法，包括以下步骤：
以侦查干扰车一作为主站，其它3个侦查干扰车作为副站，在部署完成之后或执行任务之前，进行一次时间统一；
所述时间统一是在校准开始时，主站基于自己的秒脉冲产生线性调频脉冲LFM，利用干扰通道发送至副站，副站利用侦查通道进行接收，并对线性调频脉冲LFM信号进行去斜处理，获得信号传输的时间信息。副站再基于自己的秒脉冲产生线性调频脉冲LFM，利用干扰通道发送至主站，主站利用侦查通道进行接收，并对线性调频脉冲LFM信号进行去斜处理，获得信号传输的时间信息。最后根据距离信息、本站的接收延迟信息、发射延迟信息以及线性调频脉冲LFM信号的参数，计算得到主战和副站的相对时差，在本地进行信号产生和接收时进行补偿，从而实现主战和副站高精度时间统一；
设主站与副站相距为R，正负斜率LFM信号调频斜率为K，进行时间同步测距过程时序；具体如图2所示；
t、t'分别为主、副站时间系统，t和t'经时间统一后时间相差小于1us，
t1为主站发送测量波形的主站时刻，t1'为测量波形到达副站的副站时刻，t2'为副站发送测量波形的副站时刻，t2为测量波形到达主站的主站时刻；
由于两站时间不同步，设其时间差为
Figure SMS_6
，
则根据测量过程可得公式：
Figure SMS_7
式中Delayxx站系统延迟；
tLO、tLO' 主、副站本振产生时刻；
f1'、f2副站和主站去斜信号频率；
C为光速。
令
Figure SMS_8
，
Figure SMS_9
，则
Figure SMS_10
实际测量时，t1、tLO、t2'、tLO' 由主副站系统时钟计时得到，其准确度优于ns级；
Δta、Δtb为系统固有延时偏差，由于主副站收发通道距离Δta和Δtb相减后即可直接消除系统通道延迟误差。
正负斜率LFM信号去斜处理时时间和频率的关系如图3所示。
f1'、f2经数字信号处理模块通过测频算法获得。
该基于侦查干扰系统波形复用的高精度时统方法误差主要由主副平台系统时钟计数误差导致的时间同步误差、测频误差在进行时差估计时导致的时间同步误差、双向链路时延不一致引起的时间同步误差、发射机时延误差、传输时延误差、接收机时延误差等决定。经验证，实现远距离<5km高精度时统误差可在3ns以内。
实现对4个侦查干扰车组成的分布式、网络化协同侦查、干扰的高精度时间统一，时间同步精度达到了3ns以内。解决了4台侦查干扰车相互干扰问题；多系统之间的空域、时域、频域有序性问题；侦查数据时标准确性问题。极大的提升了该系统对引信的干扰效果。可以实现对多个侦查干扰系统高精度时统，实现3ns以内的时统精度，使得分布式、网络化协同侦查、干扰成为可能。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
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 (4)

1.一种基于侦查干扰系统波形复用的高精度时统方法，其特征在于：包括以下步骤：
以侦查干扰车一作为主站，其它3个侦查干扰车作为副站，在部署完成之后或执行任务之前，进行一次时间统一；
设主站与副站相距为R，正负斜率LFM信号调频斜率为K，进行时间同步测距过程时序；
t、t'分别为主、副站时间系统，t1为主站发送测量波形的主站时刻，t1'为测量波形到达副站的副站时刻，t2'为副站发送测量波形的副站时刻，t2为测量波形到达主站的主站时刻；
由于两站时间不同步，设其时间差为
Figure QLYQS_1
，
则根据测量过程可得公式：
Figure QLYQS_2
，
式中Delayxx站系统延迟；
tLO、tLO' 主、副站本振产生时刻；
f1'、f2副站和主站去斜信号频率；
C为光速；
令
Figure QLYQS_3
，
Figure QLYQS_4
，则
Figure QLYQS_5
，
实际测量时，t1、tLO、t2'、tLO' 由主副站系统时钟计时得到，其准确度优于ns级；
Δta、Δtb为系统固有延时偏差，由于主副站收发通道距离Δta和Δtb相减后即可直接消除系统通道延迟误差。
2.根据权利要求1所述的一种基于侦查干扰系统波形复用的高精度时统方法，其特征在于，所述时间统一是在校准开始时，主站基于自己的秒脉冲产生线性调频脉冲LFM，利用干扰通道发送至副站，副站利用侦查通道进行接收，并对线性调频脉冲LFM信号进行去斜处理，获得信号传输的时间信息；副站再基于自己的秒脉冲产生线性调频脉冲LFM，利用干扰通道发送至主站，主站利用侦查通道进行接收，并对线性调频脉冲LFM信号进行去斜处理，获得信号传输的时间信息；最后根据距离信息、本站的接收延迟信息、发射延迟信息以及线性调频脉冲LFM信号的参数，计算得到主战和副站的相对时差，在本地进行信号产生和接收时进行补偿，从而实现主战和副站高精度时间统一。
3.根据权利要求2所述的一种基于侦查干扰系统波形复用的高精度时统方法，其特征在于，线性调频脉冲LFM信号去斜处理时f1'、f2经数字信号处理模块通过测频算法获得。
4.根据权利要求3所述的一种基于侦查干扰系统波形复用的高精度时统方法，其特征在于，所述t和t'经时间统一后时间相差小于1us。
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