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一種自動(dòng)識(shí)別噪聲調(diào)頻信號(hào)的方法

作者: 時(shí)間:2009-08-21 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
電子干擾是現(xiàn)代電子戰(zhàn)的重要組成部分,包括無(wú)源干擾和有源干擾,其中,有源干擾可以分為欺騙干擾和遮蔽干擾。欺騙干擾是采用假的目標(biāo)和信息作用于雷達(dá)的目標(biāo)檢測(cè)和跟蹤系統(tǒng),使雷達(dá)不能正確的檢測(cè)真實(shí)目標(biāo)或者不能正確的測(cè)量真正目標(biāo)的參數(shù)信息,從而達(dá)到迷惑或擾亂雷達(dá)對(duì)真正目標(biāo)檢測(cè)和跟蹤的目的。遮蓋式的干擾是使用噪聲或類(lèi)似噪聲的干擾遮蓋或淹沒(méi)有用,阻止雷達(dá)檢測(cè)目標(biāo)信息。對(duì)于欺騙干擾可以使用與雷達(dá)的識(shí)別對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)設(shè)別,但是對(duì)于使用噪聲調(diào)制的遮蔽干擾信號(hào),因?yàn)槠渥陨淼膹?qiáng)隨機(jī)性,很難使用雷達(dá)信號(hào)的檢測(cè)識(shí)別。但是由于干擾信號(hào)是時(shí)間上連續(xù)的信號(hào),在一定的時(shí)間內(nèi)采樣的數(shù)目可以很大;而對(duì)雷達(dá)來(lái)說(shuō),積累個(gè)數(shù)受到目標(biāo)照射時(shí)間和脈沖間隔的限制,這是干擾噪聲檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)所在,也成為了尋求檢測(cè)遮蔽干擾信號(hào)的突破口。

1 信號(hào)功率譜檢測(cè)原理
干擾信號(hào)最常見(jiàn)的是射頻振蕩的頻率與調(diào)制噪聲電壓ξ(t)成線性關(guān)系,為了方便把,信號(hào)的時(shí)域如式(1)

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/188726.htm


設(shè)調(diào)制噪聲電壓ξ(t)是高斯噪聲,其幅度概率密度分布為高斯函數(shù)


由于噪聲調(diào)頻干擾的角頻率與ξ(t)呈線性關(guān)系,故瞬時(shí)角頻率或角頻偏的概率密度也應(yīng)為高斯分布,其均方根的值為


式(6)中的積分只有在mfe》1和mfe《1時(shí)才能近似求解。

當(dāng)mfe》1可以得到噪聲調(diào)頻信號(hào)的干擾帶寬(半功率帶寬)為

對(duì)于噪聲調(diào)頻信號(hào),由于信號(hào)的隨機(jī)性很強(qiáng),很難在使用相關(guān)的辦法對(duì)這類(lèi)噪聲調(diào)制的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè),所以常用的瞬時(shí)相關(guān)、時(shí)頻分布等檢測(cè)對(duì)其無(wú)效。但是由于接收系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí),其系統(tǒng)的熱噪聲相對(duì)比較穩(wěn)定,所以其熱噪聲功率譜也是相對(duì)穩(wěn)定的。當(dāng)由調(diào)頻干擾信號(hào)進(jìn)入接收機(jī)時(shí),根據(jù)式(6),其功率譜在干擾頻帶[f0一△fj/2,f0+△fj/2]內(nèi)會(huì)比無(wú)調(diào)頻干擾信號(hào)時(shí)在能量上有明顯的提高,根據(jù)這一特征,可以檢測(cè)出干擾信號(hào)。并相應(yīng)的確定帶寬和中心頻率,如圖l所示。

圖1中噪聲調(diào)頻信號(hào)的中心頻率4.3 GHz,每伏調(diào)制為1 GHz/V,時(shí)長(zhǎng)10 ms,為了提高檢測(cè)帶寬按單次時(shí)長(zhǎng)100 ns做4 096采樣,循環(huán)10 000次累積處理。在實(shí)用的條件下一般會(huì)至少做到幾十毫秒的時(shí)長(zhǎng)來(lái)進(jìn)行累計(jì)。產(chǎn)生的白噪聲調(diào)制信號(hào)首先經(jīng)過(guò)256階的帶通濾波器,用來(lái)給生成的白噪聲濾波進(jìn)行色化處理,通帶為4.29~4.31 GHz,所以視頻調(diào)頻帶寬20 MHz。經(jīng)過(guò)濾波后的隨機(jī)數(shù)帶入到式(1),得到噪聲調(diào)頻信號(hào),然后計(jì)算功率譜,結(jié)果如圖1(a)所示。從圖1(a)中可以看到在40 GHz的檢測(cè)帶寬中,信號(hào)的能量主要集中在4.3 GHz左右。圖1(b)為中心頻率處放大圖形,可以看出干擾信號(hào)的3 dB帶寬(即歸一化能量的0.707左右處)為0.18 GHz,10 dB帶寬(歸一化能量0.3左右處)為0.37 GHz。
當(dāng)白噪聲累加到調(diào)頻干擾后在得到的功率譜,如圖2所示。

從圖2中可以看出在SNR=一10 dB情況下,可以檢測(cè)處噪聲調(diào)頻干擾信號(hào),且在中心頻率處的能量有所衰減。由于考慮仿真速度的需要此處所取時(shí)長(zhǎng)較短,如果加長(zhǎng)時(shí)間的積累,即相當(dāng)于增加了能量的積累,得到的檢測(cè)靈敏度會(huì)更高。對(duì)于檢測(cè)門(mén)限的設(shè)定,是在實(shí)際應(yīng)用中關(guān)心的問(wèn)題。這里簡(jiǎn)述兩種參考門(mén)限的確定方法。第一,對(duì)于系統(tǒng)的熱噪聲是在設(shè)計(jì)時(shí)所確定的固有性質(zhì),相對(duì)外界環(huán)境要穩(wěn)定的多,在設(shè)置門(mén)限時(shí)可以考慮當(dāng)切斷外來(lái)所有的信號(hào)輸入,得到的機(jī)內(nèi)熱噪聲的功率均值數(shù)作為參考門(mén)限,這樣的好處是確保此時(shí)噪聲純凈,缺點(diǎn)是沒(méi)有考慮環(huán)境噪聲的存在,從而出現(xiàn)虛警的概率增加,這也是文中使用的方法;第二,是在偵察天線沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)干擾源的情況下,得到內(nèi)外混合噪聲的各個(gè)頻點(diǎn)的功率均值作為參考門(mén)限,其優(yōu)點(diǎn)是能夠真實(shí)的反映實(shí)際情況,但是如果此時(shí)有其它發(fā)射機(jī)信號(hào)的輸入,則檢測(cè)出現(xiàn)漏警的概率會(huì)大大增加。


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