西安電子科技大學(xué)雷達(dá)對(duì)抗基礎(chǔ)學(xué)習(xí)知識(shí)原理第一次大課后復(fù)習(xí)

1、雷達(dá)對(duì)抗原理大作業(yè)學(xué)校：西安電子科技大學(xué)專業(yè)：信息對(duì)抗指導(dǎo)老師：魏青 學(xué)號(hào)/ 學(xué)生：雷達(dá)偵查中的測(cè)頻介紹與仿真 如今，戰(zhàn)爭(zhēng)的現(xiàn)代水平空前提高， 電子戰(zhàn)滲透到戰(zhàn)爭(zhēng)的各個(gè)方面。 軍事高技術(shù)的發(fā)展， 使電子對(duì)抗的范圍不斷擴(kuò)大， 并逐步突破了原有 的戰(zhàn)役戰(zhàn)斗范疇，擴(kuò)展到整個(gè)戰(zhàn)爭(zhēng)領(lǐng)域。海灣戰(zhàn)爭(zhēng)、科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)、阿 富汗戰(zhàn)爭(zhēng)、 伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)和最近的利比亞戰(zhàn)爭(zhēng)都表明， 電子對(duì)抗在現(xiàn)代 戰(zhàn)爭(zhēng)中有著極其重要的作用。 電子對(duì)抗不僅在戰(zhàn)時(shí)大量使用， 在和平 時(shí)期偵察衛(wèi)星、 偵察飛機(jī)、 偵察船和地面?zhèn)刹煺静煌５乇O(jiān)視著對(duì)方的 電磁輻射，以探明陣地布置、軍事集結(jié)和調(diào)動(dòng)；也不斷收集對(duì)方電磁 設(shè)備的性能參數(shù)， 以期在戰(zhàn)前進(jìn)行模擬的

2、對(duì)抗試驗(yàn)， 確保在戰(zhàn)爭(zhēng)中有 效地壓制對(duì)方的電子設(shè)備。偵察是對(duì)抗的基礎(chǔ)。 電子偵察的基本任務(wù)是截獲、 分析對(duì)方的輻 射信號(hào)，測(cè)量信號(hào)的到達(dá)方向、頻率、信號(hào)調(diào)制特性，最終目的是識(shí) 別輻射源的屬性，以便有針對(duì)性的對(duì)抗。自電子對(duì)抗出現(xiàn)后的60 多年來(lái)，電子技術(shù)的飛躍發(fā)展引起了雷達(dá)、通信、導(dǎo)航等技術(shù)的飛速發(fā) 展。使對(duì)電子偵察設(shè)備同時(shí)處理多信號(hào)的能力、 快速反映能力及信號(hào)特征處理能力的要求是越來(lái)越高。 但是現(xiàn)在雷達(dá)參數(shù)的搜索變化，給 信號(hào)的分選、識(shí)別帶來(lái)很大困難。所幸大多數(shù)輻射源是慢運(yùn)動(dòng)或固定 的，因此剎用到達(dá)角這一參數(shù)將來(lái)自很大空域內(nèi)的輻射源進(jìn)行分離，然后對(duì)各個(gè)輻射源分析，成了現(xiàn)代電子偵察的一個(gè)特點(diǎn)。1

3、. 概述對(duì)雷達(dá)信號(hào)測(cè)頻的重要性載波頻率是雷達(dá)的基本、重要特征，具有相對(duì)穩(wěn)定性，使信號(hào)分 選、識(shí)別、干擾的基本依據(jù)。對(duì)雷達(dá)信號(hào)測(cè)頻的主要技術(shù)指標(biāo)a. 測(cè)頻時(shí)間定義：從信號(hào)到達(dá)至測(cè)頻輸出所需時(shí)間，是確定或隨機(jī)的。要求：瞬時(shí)測(cè)頻，即在雷達(dá)脈沖持續(xù)時(shí)間內(nèi)完成載波頻率測(cè)量。重要性：直接影響偵察系統(tǒng)的截獲概率和截獲時(shí)間 頻域截獲概率：即頻率搜索概率，單個(gè)脈沖的頻率搜索概率定義為（Afr測(cè)頻接收機(jī)瞬時(shí)帶寬，f2-f1是測(cè)頻范圍，即偵察頻率范圍）截獲時(shí)間：達(dá)到給定的截獲概率所需的時(shí)間，如果采用瞬時(shí)測(cè)頻接收 機(jī)，則單個(gè)脈沖的截獲時(shí)間為（其中Tr是脈沖重復(fù)周期，tth是偵察系統(tǒng)的通過(guò)時(shí)間）b. 測(cè)頻范圍、瞬時(shí)帶寬

4、、頻率分辨力和測(cè)頻精度測(cè)頻范圍：測(cè)頻系統(tǒng)最大可測(cè)的雷達(dá)信號(hào)的頻率范圍；瞬時(shí)帶寬：測(cè)頻系統(tǒng)在任一瞬間可以測(cè)量的雷達(dá)信號(hào)的頻率范圍； 頻率分辨力：測(cè)頻系統(tǒng)所能分開(kāi)的兩個(gè)同時(shí)到達(dá)信號(hào)的最小頻率差； 測(cè)頻精度：把測(cè)頻誤差的均方根誤差稱為測(cè)頻精度；晶體視頻接收機(jī)：測(cè)頻范圍等于瞬時(shí)帶寬，頻率截獲概率=1，但頻率分辨率很低，等于瞬時(shí)帶寬。窄帶搜索接收機(jī)：瞬時(shí)帶寬很窄，頻率截獲概率很低，但頻率分辨率 很高。最大測(cè)頻誤差為:瞬時(shí)帶寬越寬，測(cè)頻誤差越大。c. 可測(cè)信號(hào)形式現(xiàn)代雷達(dá)信號(hào)可以分成脈沖和連續(xù)波。 脈沖信號(hào)：低工作比脈沖信號(hào)、高工作比的脈沖多普勒信號(hào)、重頻抖 動(dòng)和參差信號(hào)、編碼信號(hào)、寬脈沖線性調(diào)頻信號(hào) （

5、其中寬脈沖線性調(diào)頻信號(hào)的測(cè)頻比較困難） 測(cè)頻系統(tǒng)允許的最窄脈寬盡可能窄、 是否可以檢測(cè)脈內(nèi)頻率調(diào)制等是 其重要的指標(biāo)。d. 同時(shí)信號(hào)分離能力 同時(shí)到達(dá)信號(hào)按照兩個(gè)脈沖前沿的時(shí)差分成兩類：第 1 類同時(shí)到達(dá)信號(hào)： <10ns第 2 類同時(shí)到達(dá)信號(hào)： 10ns<<120ns 要求測(cè)頻接收機(jī)能夠?qū)ν瑫r(shí)到達(dá)信號(hào)的頻率分別進(jìn)行精確的測(cè)定， 而 且不丟失其中的弱信號(hào)。e. 靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍靈敏度是保證正確的發(fā)現(xiàn)和測(cè)量信號(hào)的前提。 它域接收機(jī)體制和 接收機(jī)的噪聲電平有關(guān)。 動(dòng)態(tài)范圍是指保證測(cè)頻接收機(jī)精確測(cè)頻條件 下信號(hào)功率的變化范圍，它包括：工作動(dòng)態(tài)范圍：保證測(cè)頻精度條件下的強(qiáng)信號(hào)與弱信號(hào)

6、的功率之 比，也稱為噪聲限制動(dòng)態(tài)范圍。瞬時(shí)動(dòng)態(tài)范圍： 保證測(cè)頻精度條件下的強(qiáng)信號(hào)與寄生信號(hào)的功 率之比。現(xiàn)代測(cè)頻技術(shù)分類捜索頻率窗！搜素超外差雯收機(jī)1射頻調(diào)諧晶體視壩接儀機(jī)j相關(guān)卷積器j比相法瞬時(shí)測(cè)頻吏收機(jī) i聲光卷積測(cè)頻收機(jī)壓縮接收機(jī)傅立葉變換聲光接收機(jī)i數(shù)字傅立葉變換接收機(jī)2. 典型的幾種測(cè)頻技術(shù)頻率搜索測(cè)頻技術(shù)1 .搜索式超外差測(cè)頻技術(shù)的基本原理天線圖2搜索式超外差接收機(jī)方框圖超外差接收機(jī)的工作原理是利用中放的高增益和優(yōu)良的頻率選擇性特性，對(duì)本陣與輸入信號(hào)變頻后的中頻進(jìn)行檢測(cè)和頻率測(cè)量。由于變頻后的中頻信號(hào)可以保留窄帶輸入信號(hào)中的各種調(diào)制信息，消除了變頻前輸入信號(hào)載頻的巨大差異，便于進(jìn)行

7、后續(xù)的各種信號(hào)處理， 特別是數(shù)字信號(hào)處理，因此超外差接收機(jī)被廣泛地應(yīng)用于各種電子戰(zhàn) 接收機(jī)中，頻率搜索主要是對(duì)變頻本陣的調(diào)諧和控制。2 .寄生信道及其消除方法如果在混頻器輸入同時(shí)加入信號(hào)fR和本振信號(hào)fL,由于混頻器 的非線性作用，許多頻率組合可以產(chǎn)生中頻信號(hào)，其一般關(guān)系為：吋£ +叭=flm,n為整數(shù)，其中當(dāng) m=1, n=-1時(shí)為主信道，m=-1,n=-1 為 鏡像干擾，主信道和鏡像信道示意如圖:4|L f中頻主頻本振鏡頻f主信道：超外差寄生信道:m=1, n= -1 除外主要寄生信道: 鏡像信道:鏡像抑制比: 提高鏡像抑制的方法：微波預(yù)選-本振統(tǒng)調(diào)、寬帶濾波-高中頻、鏡像 抑制

8、混頻器、零中頻3. 幾種典型超外差接收機(jī)a. 窄帶超外差接收機(jī)采用微波預(yù)選器與本振通調(diào)，對(duì)每個(gè)分辨單元順序搜索。射頻帶寬：2060MHz。優(yōu)點(diǎn)：頻率分辨率高、靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)、 輸出信號(hào)密度低、對(duì)信號(hào)處理要求低。缺點(diǎn)：截獲時(shí)間長(zhǎng)，截獲概率 低，不能檢測(cè)頻率捷變、線性調(diào)頻、編碼信號(hào)。b. 寬帶超外差接收機(jī)瞬時(shí)帶寬：100200MHz。優(yōu)點(diǎn)：能檢測(cè)頻率捷變、線性調(diào)頻、 編碼信號(hào)；截獲時(shí)間縮短。c. 寬帶預(yù)選超外差接收機(jī)采用寬帶預(yù)選器和高中頻，擴(kuò)展瞬時(shí)帶寬。比相法測(cè)頻技術(shù)比相法測(cè)頻是一種寬帶、快速的測(cè)頻技術(shù)，也稱瞬時(shí)測(cè)頻技術(shù)（IFM ）。1. 基本工作原理比相法通過(guò)延遲頻率變換成相位差，由寬帶

9、微波相關(guān)器將相位差換成電壓，再經(jīng)信號(hào)處理，輸出信號(hào)頻率測(cè)量值圖3比相法測(cè)頻的基本電路圖2. 極性量化法極性量化法是根據(jù)鑒相輸出信號(hào)的正負(fù)極性進(jìn)行信號(hào)頻率測(cè)量和編碼輸出的圖4實(shí)用的微波鑒相器原理圖3. 主要技術(shù)參數(shù)不模糊帶寬：F倍頻程或者更高頻率分辨率：12MHz測(cè)頻精度：12MHz頻率截獲概率：1頻率截獲時(shí)間：脈沖重復(fù)周期靈敏度：40dBm 50dBm動(dòng)態(tài)范圍：5060dB信道化測(cè)頻技術(shù)信道化測(cè)頻技術(shù)是利用毗鄰的濾波器組對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行頻域?yàn)V波和檢測(cè)的測(cè)頻技術(shù)。要采用模擬濾波器組和數(shù)字濾波器組實(shí)現(xiàn)，分別稱為模擬信道化測(cè)頻技術(shù)和數(shù)字信道化測(cè)頻技術(shù)。這里主要探討數(shù)字信道化測(cè)頻技術(shù)。1.數(shù)字信道化測(cè)頻

10、技術(shù)概述信道化是將接收機(jī)帶寬劃分為若干個(gè)子信道，然后對(duì)每個(gè)子信道輸出分別進(jìn)行檢測(cè)、分析，以確定信號(hào)是否存在和測(cè)量參數(shù)的方法， 與其等效的關(guān)鍵處理就是濾波器組。 因此，數(shù)字信道化可以看成一個(gè) 數(shù)字濾波器組，它也可以看成有 K個(gè)輸出口的網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)測(cè)量濾波器 組的輸出，可以確定輸入脈沖信號(hào)的部分參數(shù)，比如載頻、至U達(dá)時(shí)間 TOA、脈寬、脈沖幅度以等。數(shù)字信道化原理框圖，如下圖5。圖5數(shù)字信道化原理方框圖所謂的數(shù)字濾波器組是指具有一個(gè)共同輸入x(n),若干個(gè)輸出端的一組濾波器，如圖5虛線框所示。圖中h(k) , k=O , 1 , ? , K l 為第k個(gè)濾波器的沖擊響應(yīng)，這 K個(gè)濾波器的功能是把寬帶

11、信號(hào) s(n) 分成K個(gè)子頻帶濾波輸出，覆蓋整個(gè)頻帶，因此，它們就構(gòu)成了一個(gè) 信道化濾波器組。該濾波器組將整個(gè)無(wú)模糊采樣頻帶(復(fù)信號(hào)為0 , fs，實(shí)信號(hào)為-fs /2 , fs /2)劃分為若干個(gè)并行的信道輸出，使得 信號(hào)無(wú)論何時(shí)在何信道出現(xiàn)，均能加以截獲，并進(jìn)行解調(diào)分析。所以這種濾波器組信道化方法具備了全概率截獲能力。由此可見(jiàn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字信道化的關(guān)鍵技術(shù)是如何設(shè)計(jì)符合要求的濾波器組。2.數(shù)字信道化測(cè)頻原理設(shè)各濾波器3dB帶寬均為B，各信道中心頻率為fo，m=0，l，?, M-1各信道帶寬 F=fo , m-fo,m-1 。其中 F保持不變，改變帶 通濾波器的帶寬可以得到不同 的信道劃分，主要

12、有兩種不同的濾波 器配置方法：無(wú)重疊的頻帶分配（圖6）和有重疊的頻帶分配（圖7）。 a.B= AF頻帶無(wú)折疊b.信道之間相互重疊其濾波器的配置方法如圖所示:B無(wú)論上述哪種信道分配方式，當(dāng)多個(gè)信號(hào)同時(shí)落入一個(gè)信道中 時(shí)，將無(wú)法把它們區(qū)分開(kāi)，因此信道化的頻率分辨率取決于各子信道 帶寬。設(shè)計(jì)時(shí)，子信道的帶寬越窄，頻率分辨率和測(cè)頻精度就越高， 相反子信道的帶寬越寬，頻率分辨率和測(cè)頻精度就越低。頻率搜索接收機(jī)MATLAB仿真f=in putf仁 10.A9;%起始頻率f2=2*10.A9;%終止頻率口=150*10.八6;%帶寬Tf=1/30;%測(cè)頻周期Tr=0.005;%脈沖重復(fù)周期N=rou nd(Tf/Tr);%脈沖數(shù)fi二zeros(1,N);n=1:1:N+1;fi(n )=f1+( n-1)*u;j=1；f=f*10A9;while j<=Nif f>=fi(j) &fv二fi(j+1)disp(輸出 frequency is (Hz)');f=(fi(j)+fi(j+1)/2break;else j=j+1;endif j=N+1disp(不在測(cè)頻范圍內(nèi)');endend仿真結(jié)果:哥見(jiàn) fr*qi:e：t:y is (GHzj 1. 5 輸巴 frequency is (Hz)f *1.