CN116068501A - 抗干扰无线电高度表调制信号的产生方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗干扰无线电高度表调制信号的产生方法，涉及无线电测距领域。在该方法中，通过产生具有良好自相关特性的伪随机序列和待调制脉冲波形，按从低至高的码片顺序，将所述伪随机序列的各个码片幅值分别与所述待调制脉冲波形相乘，实现脉冲幅度调制后，再与正弦载波信号相乘，形成载波调制信号；所述载波调制信号的频率从跳频序列中伪随机选取，且在相邻脉冲组重复周期时间宽度之间各不相同。本发明所公开的技术方案，提高了无线电高度表的抗截获性能和抗阻塞式干扰的能力，并提高了测高的距离分辨率。
Description
技术领域
本发明涉及无线电测距领域，尤其涉及一种抗干扰无线电高度表调制信号的产生方法。
背景技术
无线电高度表能准确测量飞行器载体与地面之间的高度，是众多飞行器中不可或缺的无线电设备。随着现代航空的快速发展，无线电高度表在各种飞行器中的应用越来越广泛，如直升机的定高盘旋，飞机的起飞、降落以及自动驾驶等。针对用户的需求越来越高以及无线电高度表的应用场景越来越复杂，人们对无线电高度表的性能也提出更高的要求，比如它的抗干扰性、可靠性和稳定性等。
从无线电高度表的实现方式来看，无线电高度表技术体制可分为相位法、脉冲法以及频率法这三种体制。相位法测高是通过测量反射回波相对于发射波的相位差来求得高度的，由于存在相位模糊，测高误差较大，主要应用于高精度仪器中。脉冲法测高是通过直接测量回波脉冲相对于发射脉冲的延迟时间从而求得高度的，脉冲法跟相位法一样，也存在高度模糊问题，常用于远距离的测高。频率法测高是利用同一时刻回波信号与发射信号两者的频率差，即通过差拍信号的频率来确定高度的，是现有无线电高度表设备的常用体制。
然而，在现有技术中，无论是相位法、脉冲法还是频率法的技术体制，现有无线电高度表信号的抗干扰能力较弱，难以适应复杂电磁环境。随着雷达理论和技术的发展以及现代应用电磁环境条件日益复杂，基于上述技术体制的无线电高度表，其信号易被截获，其抗干扰能力较差，且易被干扰，难以满足现代应用要求，基于新型抗干扰体制的无线电高度表的研究势在必行。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，提高无线电高度表的抗干扰能力，本发明提供一种抗干扰无线电高度表调制信号的产生方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明提供的一种抗干扰无线电高度表调制信号的产生方法，包括以下步骤：
步骤一：产生脉冲周期时间宽度为
τ pulse 的待调制脉冲波形
γ(
t)；
步骤二：产生具有良好自相关特性的伪随机序列[
c 1,
c 2,
c 3,…,
c j , …,
c N ]，
c j 为码片个数为
N的伪随机序列的第
j个码片幅值；
步骤三：按从低至高的码片顺序，将伪随机序列的各个码片幅值
c j 分别与待调制脉冲波形
γ(
t)相乘，实现脉冲幅度调制；
步骤四：将脉冲幅度调制后的信号与正弦载波信号相乘，形成载波调制信号，载波频率
f k 从跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f M ]中伪随机选取；
步骤五：根据无线电高度表的脉冲组重复周期时间宽度
T s ，在下一个重复周期时间宽度
T s 内，重复执行步骤一至步骤四的过程，产生的无线电高度表调制信号为：
；
其中，
τ pulse 为待调制脉冲周期时间宽度，
T s 为无线电高度表的待调制脉冲组重复周期时间宽度，
γ(
t)为待调制脉冲波形，
c j 为码片个数为
N的伪随机序列的第
j个码片幅值，
f k 为无线电高度表调制信号的载波频率，载波频率
f k 从跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f M ]中伪随机选取，
M为跳频序列中跳频频点总个数。
进一步地，在本发明所公开的技术方案中，待调制脉冲波形
γ(
t)为0阶长球面波函数，在给定时间区间[-
T p /2，
T p /2]内，
γ(
t)满足如下积分方程：
，
式中，为0阶长球面波函数所对应的特征值，为角频率。
进一步地，在本发明所公开的技术方案中，伪随机序列为码片个数为13的伪随机序列，伪随机序列各个码片幅值[
c 1,
c 2,
c 3,…,
c 13]分别为：[1,1,1,1,1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1]。
进一步地，在本发明所公开的技术方案中，待调制脉冲周期时间宽度
τ pulse 与无线电高度表的待调制脉冲组重复周期时间宽度
T s 之间满足关系式：
τ pulse <
T s 。
进一步地，在本发明所公开的技术方案中，待调制脉冲周期时间宽度
τ pulse 与
T p 之间满足关系式：
τ pulse >
T p 。
优选地，在本发明所公开的技术方案中，无线电高度表调制信号的载波频率
f k 在相邻脉冲组重复周期时间宽度
T s 之间各不相同，且频率间隔大于等于20MHz。
优选地，在本发明所公开的技术方案中，无线电高度表调制信号的载波频率
f k 从跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f M ]中伪随机选取，跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f M ]在微波S波段预先设置，跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f M ]中相邻频点之间间隔大于等于2MHz。
优选地，在本发明所公开的技术方案中，无线电高度表的待调制脉冲组重复周期时间宽度
T s 的取值为：。
进一步地，在本发明所公开的技术方案中，待调制脉冲周期时间宽度
τ pulse 包括脉冲发送时间宽度和脉冲停止时间宽度，脉冲发送时间宽度占脉冲周期时间宽度
τ pulse 的百分之五十。
本发明的抗干扰无线电高度表调制信号的产生方法，至少具有如下有益效果：
（1）提高了信号的抗截获性能。
在现有技术中，无线电高度表信号通常采用单一的调制波形（连续波调制或脉冲调制），具有较大峰值功率，易被截获。在本发明所公开的技术方案中，通过产生具有良好自相关特性的伪随机序列，并按码片顺序，将伪随机序列的各个码片幅值分别与待调制脉冲波形
γ(
t)相乘，实现脉冲幅度调制，将高功率谱脉冲信号通过伪随机序列进行频谱展宽，以达到降低无线电高度表调制信号功率谱密度的目的。因此，相对于现有技术来说，本发明所公开的技术方案，降低了信号的功率谱密度，提高了抗截获性能。
（2）提高了抗阻塞式干扰的能力。
在现有技术中，无线电高度表信号通常采用固定频率发射信号，易被侦察设备截收对其实施大功率阻塞式干扰，抗干扰能力较差。在本发明所公开的技术方案中，将脉冲幅度调制后的信号与正弦载波信号相乘，形成载波调制信号，载波频率
f k 从跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f M ]中伪随机选取，从而使得侦察设备难以捕获无线电高度表的载波信号，无法对其实施大功率阻塞式干扰。因此，相对于现有技术来说，本发明所公开的技术方案，使得无线电高度表信号的载频在密钥控制下进行频率捷变，提高了对抗阻塞式干扰的能力。
（3）提高了距离分辨率。
在现有技术中，通常采用矩形脉冲做为包络函数形成调制信号，以实现测高，由于矩形脉冲的时间带宽积较小，从而难以提高无线电高度表的距离分辨率。在本发明所公开的技术方案中，待调制脉冲波形采用0阶长球面波函数，具有大时间带宽积特性，用于调制信号的包络函数，可显著提高无线电高度表的距离分辨率。因此，相对于现有技术来说，本发明所公开的技术方案，在不增加发射信号功率的前提下，能够解决现有单一调制波形距离分辨率低的问题，将大幅提升无线电高度表的测高性能。
附图说明
图1是实施例所公开的脉冲信号时序意图。
具体实施方式
以下结合图1对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
在现有技术中，无线电高度表信号通常采用单一的调制波形，主要包括连续波形式和脉冲形式两大类。但无论采用何种调制波形，主要是通过相位法、脉冲法或频率法实现无线电高度表测高，设备简单实用，但也暴露出了很大弊端。尤其是随着雷达理论和技术的发展以及现代应用电磁环境条件日益复杂，基于现有单一调制波形的无线电高度表技术体制，其信号易被截获，对抗阻塞式干扰的能力较差，易被干扰，难以适应复杂电磁环境，无法满足现代应用要求，新型抗干扰体制无线电高度表的研究势在必行。
在现有技术中，脉冲法测高是实现远距离测高的常用方式，该方法是通过直接测量回波脉冲相对于发射脉冲的延迟时间从而求得高度的。但由于反射面不规则、多径、漫反射等问题普遍存在，导致回波脉冲畸变较为严重，回波信号的杂波干扰较大，难以准确捕获回波脉冲上升沿及峰值点，从而使得测高模糊度较大。只有真实高度的回波才会在检测时有效，而在杂波区的回波检测是无效的，会出现虚假高度值；进一步，基于单一波形的脉冲法测高，其调制信号为定频发射信号，具有较大的高功率主瓣峰值，易被侦察设备截获并实施阻塞式干扰，抗截获、抗干扰能力较差。
为了解决现有技术中存在的问题，本实施例公开了一种抗干扰无线电高度表调制信号，该无线电高度表调制信号的产生方法，包括以下步骤：
步骤一：产生脉冲周期时间宽度为
τ pulse 的待调制脉冲波形
γ(
t)；
步骤二：产生具有良好自相关特性的伪随机序列[
c 1,
c 2,
c 3,…,
c j ,…,
c N ]，
c j 为码片个数为
N的伪随机序列的第
j个码片幅值；
步骤三：按从低至高的码片顺序，将伪随机序列的各个码片幅值
c j 分别与待调制脉冲波形
γ(
t)相乘，实现脉冲幅度调制；
步骤四：将脉冲幅度调制后的信号与正弦载波信号相乘，形成载波调制信号，载波频率
f k 从跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f M ]中伪随机选取；
步骤五：根据无线电高度表的脉冲组重复周期时间宽度
T s ，在下一个重复周期时间宽度
T s 内，重复执行步骤一至步骤四的过程，产生的无线电高度表调制信号为：
；
其中，
τ pulse 为待调制脉冲周期时间宽度，
T s 为无线电高度表的待调制脉冲组重复周期时间宽度，
γ(
t)为待调制脉冲波形，
c j 为码片个数为
N的伪随机序列的第
j个码片幅值，
f k 是无线电高度表调制信号的载波频率，载波频率
f k 从跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f M ]中伪随机选取，
M为跳频序列中跳频频点总个数。
在本发明实施例所公开的技术方案中，发明人突破现有技术中基于单一波形的脉冲测高的局限性，采用具有良好自相关特性的伪随机序列并按码片顺序，将伪随机序列的各个码片幅值分别与待调制脉冲波形
γ(
t)进行调制，从而将高功率谱脉冲信号通过伪随机序列进行频谱展宽，使得无线电高度表调制信号的功率被分布在较宽的频谱范围内，从而达到了降低无线电高度表调制信号功率谱密度的目的，使其具有较强的隐蔽性，侦察干扰设备难以侦测、截获无线电高度表信号。因此，相对于现有技术来说，本发明实施例所公开的技术方案，提高了无线电高度表信号的抗截获能力。
进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，接收回波信号进行测高时，基于伪随机序列的良好自相关特性，对接收到的回波信号进行自相关处理，通过捕获回波脉冲信号的峰值点以实现距离测量。而在现有技术中，对于单一波脉冲测高来说，在捕获脉冲上升沿及脉冲峰值点时，易受畸变、多径、漫反射等失真因素的影响，从而降低了测高精度。而在本发明实施例所公开的技术方案中，通过伪随机序列实现频谱扩展后，对接收回波信号进行自相关处理时，通过累积所有码片时间的回波脉冲信号能量，大幅提升了无线电高度表调制信号抗畸变、多径、漫反射等失真因素影响的能力，从而能够准确捕获回波脉冲信号的峰值点，可显著提升无线电高度表的测高精度。因此，相对于现有技术来说，本发明实施例所公开的技术方案，提高了无线电高度表的测高性能。关于基于伪随机序列的自相关特性捕获回波脉冲信号的峰值点，可采用现有技术中的串行捕获、并行捕获、混合捕获等方法，在现有技术中已公开，本领域的技术人员基于现有技术和惯用技术手段可实施，这里不再赘述。
在噪声功率谱确定的情况下，无线电高度表接收回波信号的检测能力取决于无线电高度表所发射脉冲波形的能量。在无线电高度表发射功率不变的情况下，为了增加发射信号的能量，现有技术通常是采用增加发射脉冲的频谱宽度来解决。然而当发射脉冲频谱宽度增加时，会导致测高分辨率大幅下降。在现有技术中，用于脉冲法测高时，通常采用矩形脉冲或正弦脉冲信号进行脉冲测高，矩形脉冲或正弦脉冲的时间带宽积大约在１左右，其较小的时间带宽积使其无法满足提高回波信号检测能力的需求。因此，在发射机功率上限不变的情况下，为了提高回波信号的检测能力，同时满足较高的高度测量分辨率，以解决单载频脉冲的局限，在本发明实施例所公开的技术方案中，采用具有大时间带宽积特征的脉冲信号
γ(
t)设计无线电高度表调制信号。
进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，待调制脉冲波形
γ(
t)为0阶长球面波函数（Prolate Spheroidal Wave Functions, PSWFs），在给定时间区间[-
T p /2，
T p /2]内，
γ(
t)满足如下积分方程：
，
式中，为0阶长球面波函数所对应的特征值，为角频率。
因长球面波函数具有大时间带宽积、最佳能量聚集性等特点，使其具有广泛应用。在本发明实施例所公开的技术方案中，与具有良好自相关特性的伪随机序列参与脉冲幅度调制的脉冲波形
γ(
t)采用长球面波函数；优选的，
γ(
t)为0阶长球面波函数，时间带宽积因子为4π，此时，无线电高度表调制信号的主瓣能量聚集性可达99%以上，大幅增加了调制脉冲信号对抗信道噪声的能力，用于高度距离测量时，使其具有较强的抗干扰能力。不仅如此，0阶长球面波函数
γ(
t)还具有大时间带宽特性，所具有的高能量聚集性，使其用于无线电高度表测高时，还有利于提高测高的分辨率。
在现有技术中，由于伪随机序列的实现方式不同，其自相关特性也具有较大差异。虽然M序列易于产生，但其自相关特性较弱。伪随机序列的自相关特性，关系到无线电高度表检测回波脉冲信号的峰值脉冲特性。伪随机序列的自相关性越尖锐，越利于准确捕获回波脉冲信号的峰值，用于测高时的精确度越高。进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，伪随机序列的码片个数与无线电高度表的测高性能也密切相关，伪随机序列的码片个数越多，累积接收回波脉冲信号的能量越大，即有用信号的功率越大，提高了信噪比，越有利于提高检测能力；但码片个数过多，处理回波脉冲信号的时间也会增加，会降低测高的实时性。基于上述分析，发明人通过理论分析，并借助于仿真计算，优化了伪随机序列的码片个数。因此，为了提高无线电高度表的测高能力，在本发明实施例所公开的技术方案中，伪随机序列采用码片个数为13的伪随机序列，伪随机序列各个码片幅值[
c 1,
c 2,
c 3,…,
c 13]分别为：[1,1,1,1,1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1]，此时伪随机序列具有尖锐的自相关峰，有利于捕获回波脉冲信号峰值，提高高度距离测量精度。
进一步，如图1所示，在本发明实施例所公开的技术方案中，待调制脉冲周期时间宽度
τ pulse 与
T p 之间满足关系式：
τ pulse >
T p ，以减小待调制脉冲波形
γ(
t)的持续时间，根据时域和频域的变换关系，从而可进一步展宽无线电高度表信号的频谱，在总发射功率不变的情况下，进一步降低了信号的功率谱密度，提高了无线电高度表信号的隐蔽性和抗截获能力。
优选的，在本发明实施例所公开的技术方案中，待调制脉冲周期时间宽度
τ pulse 包括脉冲发送时间宽度和脉冲停止时间宽度，脉冲发送时间宽度占脉冲周期时间宽度
τ pulse 的百分之五十。
进一步，如图1所示，在本发明实施例所公开的技术方案中，待调制脉冲周期时间宽度
τ pulse 与无线电高度表的待调制脉冲组重复周期时间宽度
T s 之间满足关系式：
τ pulse <
T s 。根据脉冲法测高原理可知，测高是通过直接测量回波脉冲相对于发射脉冲的延迟时间从而求得高度的。在本发明实施例所公开的技术方案中，通过发送伪随机序列调制的频率捷变脉冲组信号，并通过对接收到的脉冲信号进行自相关处理，以判断发射信号与回波信号的时间差，从而实现测高。为了避免回波脉冲信号与发射脉冲信号的模糊关联性，要求脉冲组重复周期时间宽度
T s 大于脉冲周期时间宽度
τ pulse 。进一步，典型的，在无线电高度表测高波束宽度为60度时，此时脉冲组重复周期时间宽度
T s 与测高高度
H满足关系式：
。
根据上述公式可知，当测高最大高度为2000米时，可计算得到。
优选的，为了进一步扩大本发明实施例所公开的无线电高度表的测高应用场景，在本发明实施例所公开的技术方案中，无线电高度表的待调制脉冲组重复周期时间宽度
T s 的取值为：。
在雷达电子对抗领域，阻塞式干扰是常用的干扰类型之一。阻塞式干扰是指使用干扰发射设备发射大功率干扰信号，使被干扰方接收设备的信噪比严重降低，信息被掩盖，以致难以检测出信息，达到干扰的目的。实施阻塞式干扰的重要前提，是获得被干扰信号的载波频率参数，然后对其释放大功率同频干扰信号，以达到干扰的目的。在现有技术中，无线电高度表通常采用固定单一频率调制波形实现高度测量，显然，该类信号易被侦察且难以对抗阻塞式干扰。
进一步，为了解决现有技术中存在的问题，提高无线电高度表信号抗阻塞式干扰的能力，在本发明实施例所公开的技术方案中，无线电高度表调制信号的载波频率
f k 从跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f M ]中伪随机选取，从而使得无线电高度表所发射的信号载频，在预设的频点上伪随机跳变，实现了无线电高度表信号脉冲的频率捷变。干扰方要实施有效的阻塞式干扰，必须使阻塞式干扰信号在频域上能够跟踪无线电高度表信号的频率变化。然而，由于无线电高度表调制信号的载波频率
f k 从跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f M ]中伪随机选取是受密钥控制，因此，干扰方无法掌握频率的变化规律，不能跟踪无线电高度表信号的载波频率变化，从而难以实施有效的阻塞式干扰。关于无线电高度表调制信号的载波频率
f k 如何从跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f M ]中伪随机选取，通常是通过密钥控制的，这可采用跳频技术实现，对于本领域的技术人员来，是惯用技术手段，这里不再赘述。
优选的，在本发明实施例所公开的技术方案中，无线电高度表调制信号的载波频率
f k 从跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f M ]中伪随机选取，跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f M ]在微波S波段预先设置，跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f M ]中相邻频点之间间隔大于等于2MHz，典型的跳频序列中频点总个数为20。进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，无线电高度表调制信号的载波频率
f k 在相邻脉冲组重复周期时间宽度
T s 之间各不相同，且频率间隔大于等于20MHz，从而使得无线电高度表信号在不同脉冲重复周期时间宽度之间的频率捷变跨度增加，进一步提高了干扰方实施阻塞式干扰的难度。干扰方即使采用宽带阻塞式干扰以覆盖多个频点，也难以达成有效干扰。这主要是由于无线电高度表信号的频率捷变跨度增加后，迫使阻塞式干扰的功率分布在较宽的频谱范围内，从而达到覆盖多个频点的目的，但是，此时各频点上的干扰功率会随着频谱宽度的增加急速下降，因此，此时只能用于近距离干扰。进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，载波频率
f k 在相邻脉冲组重复周期时间宽度
T s 之间间隔大于等于20MHz，且跳频序列中频点总个数较多，使得无线电高度表信号的载波频率能够覆盖较宽的频谱范围，从而使干扰方无法实施有效干扰。无线电高度表信号发射后，启动同步模块，在密钥的控制下，捕获回波信号的同步信号，并跟踪载波频率的变化，完成对载频信号跳变的同步，实现对回波脉冲信号的自相关处理，完成测高。关于如何跟踪接收处理频率跳变信号，可采用跳频接收技术实现，对于本领域的技术人员来，是惯用技术手段，这里不再赘述。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列的运用方式。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (9)
1.一种抗干扰无线电高度表调制信号的产生方法，其特征在于，产生无线电高度表调制信号包括以下步骤：
步骤一：产生脉冲周期时间宽度为τ pulse 的待调制脉冲波形γ(t)；
步骤二：产生具有良好自相关特性的伪随机序列[c 1,c 2,c 3,…,c j ,…,c N ]，c j 为码片个数为N的伪随机序列的第j个码片幅值；
步骤三：按从低至高的码片顺序，将伪随机序列的各个码片幅值c j 分别与待调制脉冲波形γ(t)相乘，实现脉冲幅度调制；
步骤四：将脉冲幅度调制后的信号与正弦载波信号相乘，形成无线电高度表调制信号，载波频率f k 从跳频序列[f 1,f 2,…,f M ]中伪随机选取；
步骤五：根据无线电高度表的脉冲组重复周期时间宽度T s ，在下一个重复周期时间宽度T s 内，重复执行步骤一至步骤四的过程，产生的无线电高度表调制信号为：
；
其中，τ pulse 为待调制脉冲周期时间宽度，T s 为无线电高度表的待调制脉冲组重复周期时间宽度，γ(t)为待调制脉冲波形，c j 为码片个数为N的伪随机序列的第j个码片幅值，f k 为无线电高度表调制信号的载波频率，载波频率f k 从跳频序列[f 1,f 2,…,f M ]中伪随机选取，M为跳频序列中跳频频点总个数。
2.根据权利要求1所述的抗干扰无线电高度表调制信号的产生方法，其特征在于，待调制脉冲波形γ(t)为0阶长球面波函数，在给定时间区间[-T p /2，T p /2]内，γ(t)满足如下积分方程：
，
式中，为0阶长球面波函数所对应的特征值，为角频率。
3.根据权利要求1所述的抗干扰无线电高度表调制信号的产生方法，其特征在于，伪随机序列为码片个数为13的伪随机序列，伪随机序列的各个码片幅值[c 1,c 2,c 3,…,c 13]分别为：[1,1,1,1,1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1]。
4.根据权利要求3所述的抗干扰无线电高度表调制信号的产生方法，其特征在于，待调制脉冲周期时间宽度τ pulse 与无线电高度表的待调制脉冲组重复周期时间宽度T s 之间满足关系式：τ pulse <T s 。
5.根据权利要求3所述的抗干扰无线电高度表调制信号的产生方法，其特征在于，待调制脉冲周期时间宽度τ pulse 与T p 之间满足关系式：τ pulse >T p 。
6.根据权利要求3所述的抗干扰无线电高度表调制信号的产生方法，其特征在于，无线电高度表调制信号的载波频率f k 在相邻脉冲组重复周期时间宽度T s 之间各不相同，且频率间隔大于等于20MHz。
7.根据权利要求3所述的抗干扰无线电高度表调制信号的产生方法，其特征在于，无线电高度表调制信号的载波频率f k 从跳频序列[f 1,f 2,…,f M ]中伪随机选取，跳频序列[f 1,f 2,…,f M ]在微波S波段预先设置，跳频序列[f 1,f 2,…,f M ]中相邻频点之间间隔大于等于2MHz。
8.根据权利要求3所述的抗干扰无线电高度表调制信号的产生方法，其特征在于，无线电高度表的待调制脉冲组重复周期时间宽度T s 的取值为：。
9.根据权利要求5所述的抗干扰无线电高度表调制信号的产生方法，其特征在于，待调制脉冲周期时间宽度τ pulse 包括脉冲发送时间宽度和脉冲停止时间宽度，脉冲发送时间宽度占脉冲周期时间宽度τ pulse 的百分之五十。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116599546A (zh) * | 2023-07-18 | 2023-08-15 | 烟台初心航空科技有限公司 | 用于近程导航的抗干扰无线电测距装置 |
| CN116633388A (zh) * | 2023-07-24 | 2023-08-22 | 烟台初心航空科技有限公司 | 无线电测距系统地面信标台应答信号产生方法 |
| CN116699506A (zh) * | 2023-08-02 | 2023-09-05 | 烟台初心航空科技有限公司 | 近程无线电导航系统测距信标台应答信号产生装置 |
| CN116819508A (zh) * | 2023-08-28 | 2023-09-29 | 烟台初心航空科技有限公司 | 基于tdr的雷达定位测距方法 |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130170583A1 (en) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | Advantest Corporation | Transmitting system, receiving system, transmitting method, and receiving method |
| CN104199001A (zh) * | 2014-07-16 | 2014-12-10 | 电子科技大学 | 一种认知雷达抗速度欺骗干扰的相位编码方法 |
| CN104618028A (zh) * | 2015-01-23 | 2015-05-13 | 国网四川省电力公司信息通信公司 | 一种基于可调光滤波器的光谱幅度码标记产生装置及方法 |
| CN105137455A (zh) * | 2015-08-23 | 2015-12-09 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于正弦脉冲三级符号偏移载波调制方法 |
| CN106289316A (zh) * | 2016-07-14 | 2017-01-04 | 电子科技大学 | 一种连续波无线电高度表测试装置 |
| US20180081030A1 (en) * | 2015-04-20 | 2018-03-22 | Resmed Sensor Technologies Limited | Multi sensor radio frequency detection |
| US20200287728A1 (en) * | 2019-03-05 | 2020-09-10 | 3Db Access Ag | Method, device and system for secure distance measurement |
| CN113138370A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-07-20 | 长沙理工大学 | 一种抗间歇采样转发干扰的雷达信号设计方法 |
| CN113484829A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-10-08 | 深圳大学 | 针对合成孔径雷达的1比特多假目标欺骗干扰的生成方法 |
| CN113759327A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-12-07 | 桂林长海发展有限责任公司 | 一种对线性调频连续波雷达的干扰方法、系统和电子设备 |
| CN113884995A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-01-04 | 西安电子科技大学 | 基于空时联合调制的stap雷达干扰信号产生方法 |
| CN114646927A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-06-21 | 西安电子科技大学 | 脉间脉内联合跳频编码的抗雷达转发式欺骗干扰方法 |
| CN114978432A (zh) * | 2022-08-02 | 2022-08-30 | 烟台初心航空科技有限公司 | 用于雷达通信一体化的速率自适应调制方法 |
-
2023
- 2023-04-04 CN CN202310349541.4A patent/CN116068501B/zh active Active
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130170583A1 (en) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | Advantest Corporation | Transmitting system, receiving system, transmitting method, and receiving method |
| CN104199001A (zh) * | 2014-07-16 | 2014-12-10 | 电子科技大学 | 一种认知雷达抗速度欺骗干扰的相位编码方法 |
| CN104618028A (zh) * | 2015-01-23 | 2015-05-13 | 国网四川省电力公司信息通信公司 | 一种基于可调光滤波器的光谱幅度码标记产生装置及方法 |
| US20180081030A1 (en) * | 2015-04-20 | 2018-03-22 | Resmed Sensor Technologies Limited | Multi sensor radio frequency detection |
| CN105137455A (zh) * | 2015-08-23 | 2015-12-09 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于正弦脉冲三级符号偏移载波调制方法 |
| CN106289316A (zh) * | 2016-07-14 | 2017-01-04 | 电子科技大学 | 一种连续波无线电高度表测试装置 |
| US20200287728A1 (en) * | 2019-03-05 | 2020-09-10 | 3Db Access Ag | Method, device and system for secure distance measurement |
| CN113138370A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-07-20 | 长沙理工大学 | 一种抗间歇采样转发干扰的雷达信号设计方法 |
| CN113484829A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-10-08 | 深圳大学 | 针对合成孔径雷达的1比特多假目标欺骗干扰的生成方法 |
| CN113759327A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-12-07 | 桂林长海发展有限责任公司 | 一种对线性调频连续波雷达的干扰方法、系统和电子设备 |
| CN114646927A (zh) * | 2021-10-22 | 2022-06-21 | 西安电子科技大学 | 脉间脉内联合跳频编码的抗雷达转发式欺骗干扰方法 |
| CN113884995A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-01-04 | 西安电子科技大学 | 基于空时联合调制的stap雷达干扰信号产生方法 |
| CN114978432A (zh) * | 2022-08-02 | 2022-08-30 | 烟台初心航空科技有限公司 | 用于雷达通信一体化的速率自适应调制方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| AMAURI AMORIN ASSEF ET AL.: "An FPGA-Based 15-level Arbitrary Waveform Generator System with Phase/Frequency Modulation for Ultrasound Coded Excitation Using Pulse-Amplitude Modulation (PAM)", 《2022 IEEE INTERNATIONAL ULTRASONICS SYMPOSIUM (IUS)》 * |
| 杨会军 等: "相位编码脉冲压缩雷达干扰调制技术研究", 《电光与控制》, vol. 29, no. 12 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116599546A (zh) * | 2023-07-18 | 2023-08-15 | 烟台初心航空科技有限公司 | 用于近程导航的抗干扰无线电测距装置 |
| CN116599546B (zh) * | 2023-07-18 | 2023-09-29 | 烟台初心航空科技有限公司 | 用于近程导航的抗干扰无线电测距装置 |
| CN116633388A (zh) * | 2023-07-24 | 2023-08-22 | 烟台初心航空科技有限公司 | 无线电测距系统地面信标台应答信号产生方法 |
| CN116633388B (zh) * | 2023-07-24 | 2023-10-10 | 烟台初心航空科技有限公司 | 无线电测距系统地面信标台应答信号产生方法 |
| CN116699506A (zh) * | 2023-08-02 | 2023-09-05 | 烟台初心航空科技有限公司 | 近程无线电导航系统测距信标台应答信号产生装置 |
| CN116699506B (zh) * | 2023-08-02 | 2023-10-13 | 烟台初心航空科技有限公司 | 近程无线电导航系统测距信标台应答信号产生装置 |
| CN116819508A (zh) * | 2023-08-28 | 2023-09-29 | 烟台初心航空科技有限公司 | 基于tdr的雷达定位测距方法 |
| CN116819508B (zh) * | 2023-08-28 | 2023-11-07 | 烟台初心航空科技有限公司 | 基于tdr的雷达定位测距方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116068501B (zh) | 2023-06-23 |
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