CN117749295A - Tdma宽带弹载跳频数据链空域自适应抗干扰控制方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及TDMA宽带弹载跳频数据链空域自适应抗干扰控制方法和装置:将TDMA宽带跳频数据链的N路射频宽带时变信号解跳后进行下变频处理转换为N路中频信号;对N路中频信号进行包络检波处理,得到N路检波电压信号,并对N路检波电压信号进行校准,消除接收通道的差异;根据校准之后的N路检波电压信号,判断接收信号中是否存在干扰;当接收信号中无干扰信号时,根据导弹平台的位置和姿态信息,天线指向波控数据,计算天线波束指向,进行波束合成处理,将N路中频信号在数字域合成1路接收信号;否则,采用自适应调零算法,产生自适应调零权值,将自适应调零权值与无干扰波束控制权值叠加,进行波束合成处理,将N路中频信号在数字域合成1路接收信号,实现空域抗干扰接收。
Description
技术领域
本发明涉及一种TDMA宽带跳频数据链空域自适应抗干扰控制方法和装置,属于军事通信技术领域,更进一步涉及空时联合抗干扰通信技术。
背景技术
TDMA宽带跳频数据链组网终端的通信接入体制为TDMA,为实现通信链路抗干扰,信号采用跳频体制,跳频带宽1GHz。跳频系统分为慢跳频系统和快跳频系统。跳频通信通过射频信号在宽频带内随机跳变,减少通信信号与干扰信号在时域和频域连续重叠,达到通信信号不受或少受干扰信号干扰的目的。快跳频系统抗截获、抗跟踪干扰的性能更好,一般都采用快跳频。
为提高系统抗干扰能力,相控阵天线采用空域自适应调零技术。空域自适应调零通过在天线波束上形成干扰信号来波方向上的增益零陷,减少与通信信号不同来向的干扰信号进入通信系统的能量,达到改善信干比的目的。空域自适应调零算法分为开环算法和闭环算法。对于快速跳频系统,需要快速检测每一跳所在频点是否存在干扰,而闭环自适应算法的自适应加权向量收敛速度取决于输入信号相关矩阵的特征值的离散情况,权值的收敛速度不稳定,不满足快速跳频系统需求。
常用的自适应调零最优准则包括:最大信干噪比(MSINR)准则、最小均方误差(MMSE)准则、线性约束最小方差(LCMV)准则、最大似然准则(ML)等。最大信干噪比准则借助阵列赋值在干扰到达方向产生零陷响应保证干扰信号最小接收。最小均方差准则利用参考信号对消与之不相关的干扰信号。最大似然准则的核心是利用已知干扰信号统计特性滤除接收信号中的干扰信号分量确保期望信号的正常接收。最小方差准则的核心是利用参考通道信号对消确保最大抑制干扰噪声。由于在实际使用条件下很难获取一组与期望信号高度相关的参考信号,也无法预知干扰信号特征,因此在工程应用中更多采用更具有普遍性的最大信干比准则。
空域自适应调零算法在使用时将面临通信信号中有干扰信号和通信信号中没有干扰信号两种情况。当通信信号中没有干扰信号时,最佳的处理方法是不进行空域调零处理,直接将没有干扰的信号传递给后端的信号处理电路。因此,在空域自适应调零算法使用前,应对通信频带进行干扰检测,以使空域自适应调零电路工作在最佳的模式下。在通信频带内实施干扰检测和空域自适应调零算法控制,是TDMA宽带跳频数据链自适应抗干扰最优输出的重要环节。
但是,随着低频段通信频谱资源的枯竭和抗干扰需要,通信频段在不断提高,已从L、S频段逐步提高到Ku、Ka频段甚至更高。根据扩频通信理论,通信系统选用的扩/跳频通信带宽都远远大于通信信号的调制带宽。在高频段、大带宽中进行干扰频谱实时检测,面临采样频率高、采样带宽宽、采样数据处理量大等问题,技术实现十分困难。
发明内容
本发明所解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供一种TDMA宽带跳频数据链空域自适应抗干扰控制方法和装置,检测跳频系统中的干扰信号,并适时地采用自适应调零算法实现空域抗干扰。
本发明所采用的技术方案是:TDMA宽带弹载跳频数据链空域自适应抗干扰控制方法,该方法包括如下步骤:
将TDMA宽带跳频数据链的N路射频宽带时变信号解跳后进行下变频处理转换为N路中频信号,N为TDMA宽带跳频数据链接收通道数;
对N路中频信号进行包络检波处理,得到N路检波电压信号,并对N路检波电压信号进行校准,消除接收通道的差异;
根据校准之后的N路检波电压信号,判断接收信号中是否存在干扰;
接收信号中无干扰信号时,根据导弹平台的位置和姿态信息,以及通信对象的位置信息计算出天线波束指向,继而计算出每个接收通道的波控数据,用波控数据对N路中频信号进行幅相加权处理后,将N路中频信号在数字域合成1路接收信号;
接收信号中存在干扰信号时,采用自适应调零算法产生的调零波控权值对已经完成天线指向加权处理的每个通道的接收数据再次进行加权处理,然后将N路中频信号在数字域合成1路接收信号,实现空域抗干扰接收。
优选地,所述检波电压进行校准的方法为:根据检波电压信号,检索预先存储的对应通道的检波电压检测值-校准因子对照表,得到校准因子,将检波电压信号减去校准因子,得到检波标称电压值;
优选地,所述校准因子通过如下方法测定:
在实验室预先对N个接收通道进行标定,通过分别给N个接收通道输入不同强度的信号电平,测得每个接收通道不同输入信号强度对应的检波电压实测值,实测值与标称值的差值作为校准因子。
优选地,判断接收信号中是否存在干扰的方法为:
判断每个接收通道是否存在干扰信号:
当检波电压高于“有干扰”门限时,可判定接收信道中存在干扰信号;
当检波电压低于“无干扰”门限时,可判定接收信道中不存在干扰信号;
统计N个接收通道中是否存在干扰信号的状态,如果2/3以上接收通道中存在干扰信号,认为接收信号中存在干扰信号;如果2/3以上接收通道中不存在干扰信号,认为接收信号中不存在干扰信号;如果判断结果处于存在干扰和不存在干扰之间,则维持上一次判定状态。
优选地,所述“无干扰”门限为中频信号的检波电压的上限值,“有干扰”门限为“无干扰”门限的2倍。
优选地,当检波电压处于“无干扰”门限与“有干扰”门限之间时,接收通道中是否存在干扰信号的状态不变。
本发明的另一个技术方案是:TDMA宽带跳频数据链空域自适应抗干扰控制装置,该装置包括相控阵天线模块、收发阵列模块、天线调零处理模块、数据处理模块、网络控制模块;
相控阵天线模块,采用N个单元天线同时接收TDMA宽带跳频数据链信号,经下变频、滤波、放大后,得到N路射频宽带时变信号,发送至收发阵列模块;接收来自收发阵列模块的1路发射射频信号,功分为N路后分别进行移相放大,然后送给N个天线单元,向空间辐射;
收发阵列模块,将N路射频宽带时变信号解跳后,进行下变频处理转换为N路中频信号,将中频信号发送给天线调零模块,对每路中频信号进行包络检波处理,得到检波电压信号送给数据处理电路;将数据处理模块送来的1路发射信号放大、上变频后送给相控阵天线模块;
数据处理模块,对收发阵列模块送来的N路包络检波电压信号进行校准,根据校准之后的N路检波电压信号,判断接收信号中是否存在干扰,并将判断结果输出给天线调零处理模块;将天线调零处理模块输出的一路合成信号进行捕获、跟踪、解扩、解调处理得到接收数据,发送给网络控制模块;将导弹平台需要发送的数据组帧、编码、调制、数模转换后,得到发射信号发送给收发阵列模块;
天线调零处理模块,接收信号中无干扰信号时,根据导弹平台的位置和姿态信息,以及通信对象的位置信息计算出天线波束指向,继而计算出每个接收通道的波控数据,用波控数据对中频信号进行幅相加权处理后,将N路中频信号在数字域合成1路接收信号;接收信号中存在干扰信号时,采用自适应调零算法产生的调零波控权值对已经完成天线指向加权处理的每个通道的接收数据再次进行加权处理,然后将N路中频信号在数字域合成1路接收信号,实现空域抗干扰接收,天线调零处理模块输出的1路接收信号送给数据处理模块进行解调、译码等处理。
网络控制模块,将导弹平台的位置和姿态信息,送给天线调零处理模块;将导弹平台需要发送的数据送给数据处理模块;将数据处理模块处理后的接收数据输出给导弹平台;负责产生收发时隙标志,并将收发时隙标志实时发送给数据处理模块和相控阵天线模块,控制数据处理模块、相控阵天线模块的收发状态。
优选地,所述检波电压进行校准的方法为:根据检波电压信号,检索预先存储的对应通道的检波电压检测值-校准因子对照表,得到校准因子,将检波电压信号减去校准因子,得到检波标称电压值;
优选地,所述校准因子通过如下方法测定:
在实验室预先对N个接收通道进行标定,通过分别给N个接收通道输入不同强度的信号电平,测得每个接收通道不同输入信号强度对应的检波电压实测值,实测值与标称值的差值作为校准因子。
优选地,判断接收信号中是否存在干扰的方法为:
判断每个接收通道是否存在干扰信号;
当检波电压高于“有干扰”门限时,可判定接收信道中存在干扰信号;
当检波电压低于“无干扰”门限时,可判定接收信道中不存在干扰信号;
统计N个接收通道中是否存在干扰信号的状态,如果2/3以上接收通道中存在干扰信号,认为接收信号中存在干扰信号;如果2/3以上接收通道中不存在干扰信号,认为接收信号中不存在干扰信号;如果判断结果处于存在干扰和不存在干扰之间,则维持上一次判定状态。
本发明与现有技术相比的有益效果为:
(1)、本发明通过将高频段宽带跳频信号映射为中频窄带信号,使高频段大带宽内的干扰检测成为可能,而且在中频信道检波映射射频信道受干扰情况,规避了高频射频采样、分析等繁杂过程。
(2)、本发明中对检波信号进行调理,可针对不同系统中接收机的接收灵敏度不同,调整干扰判决阈值,具有较强的系统适用性。
(3)、本发明采用中频检测法,具有低成本特性。
附图说明
图1是本发明一种TDMA宽带跳频数据链空域自适应抗干扰控制方法的组网终端组成框图;
图2是本发明一种TDMA宽带跳频数据链空域自适应抗干扰控制方法的组网终端功能框图;
图3是本发明一种TDMA宽带跳频数据链空域自适应抗干扰控制方法的工作流程。
具体实施方式
下面对本发明实施及效果作进一步的详细描述。
空域自适应调零算法在使用时将面临通信信号中有干扰信号和通信信号中没有干扰信号两种情况。当通信信号中没有干扰信号时,最佳的处理方法是不进行空域调零处理,直接将没有干扰的信号传递给后端的信号处理电路。因此,在空域自适应调零算法使用前,应对通信频带进行干扰检测,以使空域自适应调零电路工作在最佳的模式下。在通信频带内实施干扰检测和空域自适应调零算法控制,是TDMA宽带跳频数据链自适应抗干扰的重要环节。
基于上述设计思路,本发明提供了TDMA宽带弹载跳频数据链空域自适应抗干扰控制方法,该方法包括如下步骤:
将TDMA宽带跳频数据链的N路射频宽带时变信号解跳后进行下变频处理转换为N路中频信号,N为TDMA宽带跳频数据链接收通道数;
对N路中频信号进行包络检波处理,得到N路检波电压信号,并对N路检波电压信号进行校准,消除接收通道的差异;
根据校准之后的N路检波电压信号,判断接收信号中是否存在干扰;
接收信号中无干扰信号时,根据导弹平台的位置和姿态信息,以及通信对象的位置信息计算出天线波束指向,继而计算出每个接收通道的波控数据,用波控数据对中频信号进行幅相加权处理后,将N路中频信号在数字域合成1路接收信号;
接收信号中存在干扰信号时,采用自适应调零算法产生的调零波控权值对已经完成天线指向加权处理的每个通道的接收数据再次进行加权处理,然后将N路中频信号在数字域合成1路接收信号,实现空域抗干扰接收。
对于相同的接收信号输入电平,经过N路接收变频和放大后,N路中频信号检波电压应一致,引起不一致的原因包括N路接收变频通道的增益不一致,以及N路检波电路的线性不一致。
检波器标称输出电压表示为VDO:
VDO=βv×(Pin+Gn) (1)
其中:βv――检波器的标称电压灵敏度
Pin――接收通道输入信号电平
Gn――接收通道标称增益
检波器实际输出电压表示为VDT:
VDT=βvT×(Pin+GT) (2)
其中:βvT――检波器的实际电压灵敏度
GT――接收通道实测增益
检波电压校准值ΔVa为:
ΔVa=VDT-VDO (3)
所述检波电压进行校准的方法为:根据检波电压信号,检索预先存储的对应通道的检波电压检测值-校准因子对照表,得到校准因子,将检波电压信号减去校准因子,得到检波标称电压值;
所述校准因子通过如下方法测定:
在实验室预先对N个接收通道进行标定,通过分别给N个接收通道输入不同强度的信号电平,测得每个接收通道不同输入信号强度对应的检波电压实测值,实测值与标称值的差值作为校准因子。
作为优选方案,也可以直接将实测值对应的标称值保存,索引时,通过实测值直接获得检波标称电压值。
判断接收信号中是否存在干扰的方法为:
判断每个接收通道是否存在干扰信号:
当检波电压高于“有干扰”门限时,可判定接收信道中存在干扰信号;
当检波电压低于“无干扰”门限时,可判定接收信道中不存在干扰信号;
统计N个接收通道中是否存在干扰信号的状态,如果2/3以上接收通道中存在干扰信号,认为接收信号中存在干扰信号;否则,认为接收信号中不存在干扰信号。
所述“无干扰”门限为中频信号的检波电压的上限值,“有干扰”门限为“无干扰”门限的2倍。
当检波电压处于“无干扰”门限与“有干扰”门限之间时,接收通道中是否存在干扰信号的状态不变。
TDMA宽带跳频数据链空域自适应抗干扰控制装置,该装置包括相控阵天线模块、收发阵列模块、天线调零处理模块、数据处理模块、网络控制模块;
相控阵天线模块,采用N个单元天线同时接收TDMA宽带跳频数据链信号,经下变频、滤波、放大后,得到N路射频宽带时变信号,发送至收发阵列模块;接收来自收发阵列模块的射频信号,实现信号放大并辐射至空间;接收网络控制模块传输过来的波束控制指令和功率控制指令,实现天线波束指向控制和功率控制;向网络控制模块反馈波束指向角度、功率大小、波束状态等状态信息。
收发阵列模块,包含高稳频率源、频率综合电路、倍频链、上变频、下变频、包络检波等功能;将N路射频宽带时变信号解跳后,进行下变频处理转换为N路中频信号,将中频信号发送给天线调零模块,对每路中频信号进行包络检波处理,得到检波电压信号送给数据处理电路;将数据处理模块送来的1路发射信号放大、上变频后送给相控阵天线模块;
数据处理模块,对收发阵列模块送来的N路包络检波电压信号进行校准,根据校准之后的N路检波电压信号,判断接收信号中是否存在干扰,并将判断结果输出给天线调零处理模块;将天线调零处理模块输出的一路合成信号进行捕获、跟踪、解扩、解调处理得到接收数据,发送给网络控制模块;将导弹平台需要发送的数据组帧、编码、调制、数模转换后,得到发射信号发送给收发阵列模块;
天线调零处理模块,接收信号中无干扰信号时,根据导弹平台的位置和姿态信息,以及通信对象的位置信息计算出天信号AD数据进行幅相加权处理后,将N路中频信号在数字域合成1路接收信号;接收信号中存在干扰信号时,采用自适应调零算法产生的调零波控权值对已经完成天线指向加权处理的每个通道的接收数据再次进行加权处理,然后将N路中频信号在数字域合成1路接收信号,实现空域抗干扰接收。天线调零处理模块输出的1路接收信号送给数据处理模块进行解调、译码等处理。
网络控制模块,将导弹平台的位置和姿态信息,送给相控阵天线模块;将导弹平台需要发送的数据送给数据处理模块;将数据处理模块处理后的接收数据输出;负责产生收发时隙标志,并将收发时隙标志实时发送给数据处理模块和相控阵天线模块,控制数据处理模块、相控阵天线模块的收发状态。
实施例:
本发明某一具体实施例中,智能协同打击系统通信组网分系统主要完成飞行平台的组网、信息分发、信息共享。系统由多个飞行平台的组网终端协同工作构成网络。终端由1台组网端机和3副相控阵天线组成,组网端机收发阵列模块对天线送来的接收信号进行放大、下变频的同时,对跳频信号进行解跳,将系统的宽带信号转换为窄带信号。对于每一个射频跳点,下变频/解跳后成为固定中频,对中频信号进行检波,可以判断中频信号功率大小。信号中有干扰的情况下,检波输出电压远大于信号中没有干扰的情况。对检波信号进行调理,没有干扰信号时,检波输出电压小于1V,当检波输出电压大于2V时,可以判断接收信号中有干扰。收发阵列模块对16路解调后的中频信号均进行检波,将检波结果送给调零处理模块,供调零处理模块判断是否工作在抗干扰模式。
本实施例基于TDMA宽带跳频数据链系统,该系统的目标应用是智能协同打击系统通信组网分系统,其主要完成飞行平台间的组网、信息分发、信息共享。系统由多个飞行平台的组网终端协同工作构成网络。终端由1台组网端机和3副相控阵天线组成,如图1所示。
组网终端的主要功能包括:
1)接收飞控计算机发来的信息,实现编码、调制、上变频、射频输出给相控阵天线向空间辐射;
2)相控阵天线接收空间的射频信号送给组网端机,由组网端机完成下变频、解调、译码等信号处理,并将还原的信息发送至飞控计算机;
3)根据飞控计算机发来的平台位置、姿态数据,选择相控阵天线并计算天线的波束指向角度,控制天线波束指向通信对象;
4)实现发射和接收模式切换、宽波束和窄波束模式切换、全功率发射和小功率发射模式切换、窄波束模式下不同通信速率的切换;
5)相控阵天线输出的多路接收信号,在组网端机中利用空域抗干扰自适应调零算法进行干扰抑制;
6)实现多节点组网时的通信协议控制。
组网终端功能框图如图2所示。
自适应调零算法需要区分当前信号是有干扰状态还是无干扰状态。在有干扰信号时,调零处理模块工作在抗干扰模式,产生自适应调零权值。当接收信号中无干扰时,调零处理模块工作在不抗干扰模式,产生对应的DBF权值,保持天线主波束不变。
跳频信号是否受到干扰,需要在信号送入调零处理模块之前进行检测。由图2可知,收发阵列模块需对接收到的信号是否叠加有干扰进行判别。
组网端机接收信道解跳后输出中频信号,将跳频带宽内的宽带干扰检测转化为信号带宽内的窄带干扰检测。采用能量检测法,对接收信道中的能量进行检测,将检测结果与预置的判定条件进行对比,给出信道中是否存在干扰的结论。本发明自适应干扰检测控制流程如图3所示,具体步骤如下:
步骤S1:将系统的射频宽带时变信号转换为固定中频的窄带信号:组网端机收发阵列模块对天线送来的16路带宽为1GHz的接收信号分别进行放大,下变频的同时对跳频信号进行解跳,输出带宽为20MHz的中频信号;
步骤S2:对16路中频信号分别进行检波:输出16路检波电压作为干扰判决的源数据,检波电压范围为0V~5V。
步骤S3:对检波信号进行调理:由于16路接收通道增益的不一致性和检波电路线性的不一致性,使得16路检波信号的准确性存在一定的偏差。产品在生产过程中,对16路接收通道的增益和检波电路线性进行测量,测量结果作为检波电压校准数据存储在数据处理模块中。在实际使用时,数据处理模块对16路检波信号进行采样量化,并进行校准,消除接收通道差异造成的数据离散性,得到相对准确的信道中信号强度的检波值。
步骤S4:输出信道检波结果:将网络节点之间正常通信时接收中频信号最大值的检波电压设置为1V,网络节点之间通信时接收中频信号的检波电压范围为0V~1V,当检波电压高于1V时可判定接收信道中存在干扰信号。当干扰信号达到一定强度时,需启动调零处理模块。干扰信号较弱时引起的传输误码,可利用信道编码进行纠错。对16路调理后的检波电压进行幅值统计,当12路检波电压小于1V时,判定接收信道中无干扰,向调零处理模块赋值“0“,当12路检波电压大于2V时,判定接收信道中存在干扰,向调零处理模块赋值”“1”。避免出现乒乓效应,当检波电压处于1V~2V之间时,向调零处理模块赋值维持上一次赋值不变。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本发明,任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内,都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改,因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰,均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.TDMA宽带弹载跳频数据链空域自适应抗干扰控制方法,其特征在于包括如下步骤:
将TDMA宽带跳频数据链的N路射频宽带时变信号解跳后进行下变频处理转换为N路中频信号,N为TDMA宽带跳频数据链接收通道数;
对N路中频信号进行包络检波处理,得到N路检波电压信号,并对N路检波电压信号进行校准,消除接收通道的差异;
根据校准之后的N路检波电压信号,判断接收信号中是否存在干扰;
接收信号中无干扰信号时,根据导弹平台的位置和姿态信息,以及通信对象的位置信息计算出天线波束指向,继而计算出每个接收通道的波控数据,用波控数据对N路中频信号进行幅相加权处理后,将N路中频信号在数字域合成1路接收信号;
接收信号中存在干扰信号时,采用自适应调零算法产生的调零波控权值对已经完成天线指向加权处理的每个通道的接收数据再次进行加权处理,然后将N路中频信号在数字域合成1路接收信号,实现空域抗干扰接收。
2.根据权利要求1所述的TDMA宽带弹载跳频数据链空域自适应抗干扰控制方法,其特征在于所述检波电压进行校准的方法为:根据检波电压信号,检索预先存储的对应通道的检波电压检测值-校准因子对照表,得到校准因子,将检波电压信号减去校准因子,得到检波标称电压值。
3.根据权利要求2所述的TDMA宽带弹载跳频数据链空域自适应抗干扰控制方法,其特征在于所述校准因子通过如下方法测定:
在实验室预先对N个接收通道进行标定,通过分别给N个接收通道输入不同强度的信号电平,测得每个接收通道不同输入信号强度对应的检波电压实测值,实测值与标称值的差值作为校准因子。
4.根据权利要求1所述的TDMA宽带弹载跳频数据链空域自适应抗干扰控制方法,其特征在于判断接收信号中是否存在干扰的方法为:
判断每个接收通道是否存在干扰信号:
当检波电压高于“有干扰”门限时,可判定接收信道中存在干扰信号;
当检波电压低于“无干扰”门限时,可判定接收信道中不存在干扰信号;
统计N个接收通道中是否存在干扰信号的状态,如果2/3以上接收通道中存在干扰信号,认为接收信号中存在干扰信号;如果2/3以上接收通道中不存在干扰信号,认为接收信号中不存在干扰信号;如果判断结果处于存在干扰和不存在干扰之间,则维持上一次判定状态。
5.根据权利要求4所述的TDMA宽带弹载跳频数据链空域自适应抗干扰控制方法,其特征在于所述“无干扰”门限为中频信号的检波电压的上限值,“有干扰”门限为“无干扰”门限的2倍。
6.根据权利要求4所述的TDMA宽带弹载跳频数据链空域自适应抗干扰控制方法,其特征在于当检波电压处于“无干扰”门限与“有干扰”门限之间时,接收通道中是否存在干扰信号的状态不变。
7.TDMA宽带跳频数据链空域自适应抗干扰控制装置,其特征在于包括相控阵天线模块、收发阵列模块、天线调零处理模块、数据处理模块、网络控制模块;
相控阵天线模块,采用N个单元天线同时接收TDMA宽带跳频数据链信号,经下变频、滤波、放大后,得到N路射频宽带时变信号,发送至收发阵列模块;接收来自收发阵列模块的1路发射射频信号,功分为N路后分别进行移相放大,然后送给N个天线单元,向空间辐射;
收发阵列模块,将N路射频宽带时变信号解跳后,进行下变频处理转换为N路中频信号,将中频信号发送给天线调零模块,对每路中频信号进行包络检波处理,得到检波电压信号送给数据处理电路;将数据处理模块送来的1路发射信号放大、上变频后送给相控阵天线模块;
数据处理模块,对收发阵列模块送来的N路包络检波电压信号进行校准,根据校准之后的N路检波电压信号,判断接收信号中是否存在干扰,并将判断结果输出给天线调零处理模块;将天线调零处理模块输出的一路合成信号进行捕获、跟踪、解扩、解调处理得到接收数据,发送给网络控制模块;将导弹平台需要发送的数据组帧、编码、调制、数模转换后,得到发射信号发送给收发阵列模块;
天线调零处理模块,接收信号中无干扰信号时,根据导弹平台的位置和姿态信息,以及通信对象的位置信息计算出天线波束指向,继而计算出每个接收通道的波控数据,用波控数据对中频信号进行幅相加权处理后,将N路中频信号在数字域合成1路接收信号;接收信号中存在干扰信号时,采用自适应调零算法产生的调零波控权值对已经完成天线指向加权处理的每个通道的接收数据再次进行加权处理,然后将N路中频信号在数字域合成1路接收信号,实现空域抗干扰接收,天线调零处理模块输出的1路接收信号送给数据处理模块进行解调、译码等处理。
网络控制模块,将导弹平台的位置和姿态信息,送给天线调零处理模块;将导弹平台需要发送的数据送给数据处理模块;将数据处理模块处理后的接收数据输出给导弹平台;负责产生收发时隙标志,并将收发时隙标志实时发送给数据处理模块和相控阵天线模块,控制数据处理模块、相控阵天线模块的收发状态。
8.根据权利要求7所述的TDMA宽带跳频数据链空域自适应抗干扰控制装置,其特征在于所述检波电压进行校准的方法为:根据检波电压信号,检索预先存储的对应通道的检波电压检测值-校准因子对照表,得到校准因子,将检波电压信号减去校准因子,得到检波标称电压值。
9.根据权利要求8所述的TDMA宽带跳频数据链空域自适应抗干扰控制装置,其特征在于所述校准因子通过如下方法测定:
在实验室预先对N个接收通道进行标定,通过分别给N个接收通道输入不同强度的信号电平,测得每个接收通道不同输入信号强度对应的检波电压实测值,实测值与标称值的差值作为校准因子。
10.根据权利要求1所述的TDMA宽带跳频数据链空域自适应抗干扰控制装置,其特征在于判断接收信号中是否存在干扰的方法为:
判断每个接收通道是否存在干扰信号;
当检波电压高于“有干扰”门限时,可判定接收信道中存在干扰信号;
当检波电压低于“无干扰”门限时,可判定接收信道中不存在干扰信号;
统计N个接收通道中是否存在干扰信号的状态,如果2/3以上接收通道中存在干扰信号,认为接收信号中存在干扰信号;如果2/3以上接收通道中不存在干扰信号,认为接收信号中不存在干扰信号;如果判断结果处于存在干扰和不存在干扰之间,则维持上一次判定状态。
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