接收机带内多频电磁辐射大信号阻塞干扰效应预测方法技术

技术编号:14120340 阅读:147 留言:0更新日期:2016-12-08 12:50
本发明专利技术公开了一种接收机带内多频电磁辐射大信号阻塞干扰效应预测方法,涉及电磁环境效应试验与评估技术领域。所述方法通过对接收机带内大信号阻塞干扰机理分析,建立带内多频电磁辐射大信号阻塞干扰效应预测模型,通过通信电台带内单频和三频连续波电磁辐射大信号阻塞干扰效应试验,研究了受试电台在带内三频不同权重组合作用下电磁辐射敏感度变化规律,并可推广到多频情况。试验结果表明不同频率组合、不同功率强度组合下三频连续波电磁辐射大信号阻塞干扰效应预测模型的效应预测系数S都在1左右,预测误差都在±3dB以内,验证了接收机带内多频连续波电磁辐射大信号阻塞干扰效应预测模型的有效性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电磁环境效应试验与评估
,尤其涉及一种接收机带内多频电磁辐射大信号阻塞干扰效应预测方法
技术介绍
随着科学技术的不断发展,用频装备不断增加,战场电磁环境日益复杂,突出表现为辐射场强高、多辐射源并存等。复杂电磁环境是装备建设和军事斗争必须面对的客观现实。在复杂电磁环境下,各种电磁环境效应已经对装备的安全性以及生存能力构成了很大的影响。因此,复杂电磁环境下的装备效能评估方法研究,对于预测复杂电磁环境下的战备综合保障能力、提高装备战备完好率和任务成功率具有重要价值。需要注意的是,当前国内外电磁兼容标准所规定的辐射敏感度试验均是在单辐射源条件下开展的,试验得到的干扰、损伤临界场强不能代表受试设备在实际战场电磁环境下的生存能力,而在实际战场电磁环境下,用频装备面临的电磁辐射源在空域上纵横交错、时域上持续不断、频域上密集重叠、效能上随机多变,也就是说在绝大多数情况下面临的是多源同时辐射的情况。在这种情况下,如果辐射源的辐射频率、极化方向搭配合适,很有可能使通信装备在单源辐射效应评估的安全范围之内受到干扰。为了评价用频装备在复杂电磁环境下的辐射效应,一般可以利用实验室的半实物电磁环境模拟系统对用频装备进行相应的电磁环境效应试验。但是,战场电磁环境错综复杂,环境模拟根本难以穷尽,对于用频装备在未来战场上可能面临到的任意多源辐射组合的情况,不可能全部通过实验室的环境模拟和效应试验方法一一进行测试和评价。因此,很有必要对用频装备的多源电磁辐射效应预测方法进行深入研究。目前,国内外学者已经认识到传统辐射敏感度试验的不足,并开展了相应的研究。多个射频干扰已经用于军用飞机和数字电视接收器的测试中。Keith Armstrong分析了用于汽车功能安全的电磁兼容测试的不足之处,指出在电磁兼容测试中没有考虑同时出现的干扰。在实际的电磁环境中电磁干扰可能同时出现,包括两个或多个频率的射频干扰、一个辐射干扰加上一个传导干扰或静电脉冲等。同时出现的多个干扰会通过互调或检波过程产生新的频率成份,从而对受试设备产生干扰。Michel Mardiguian指出通过单频敏感度测试的设备对多个同时出现的干扰信号更加敏感,尽管此时各个干扰信号的幅值要低于单频敏感度阈值。A.Duffy和A.Orlandi等人在混响室中用多源辐射敏感度试验测试了互调效应。Werner Grommes等人通过双源扫频的方法提出了针对互调效应的敏感度测试方法,但没有相关的试验验证。国内军械工程学院的程二威、赵国梁研究了多源连续波条件下电磁辐射敏感度规律。其他研究则主要从宏观出发,将复杂电磁环境中影响设备电磁环境效应因素均考虑在内,运用神经网络、混沌、模糊数学等统计分析方法,最终评估受试设备在复杂电磁环境下的生存能力。接收机作为典型的战场用频装备,是保障各作战单元和武器装备之间信息传递的重要工具和手段,在信息化战争中发挥着举足轻重的作用,因此有必要对接收机连续波电磁辐射大信号阻塞干扰效应评估方法进行深入研究。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种接收机带内多频电磁辐射大信号阻塞干扰效应预测方法,所述方法通过建立带内多频连续波辐射大信号阻塞干扰效应预测模型,对接收机进行电磁辐射大信号阻塞干扰效应预测,具有预测准确、方便、快速的优点。为解决上述技术问题,本专利技术所采取的技术方案是:一种接收机带内多频电磁辐射大信号阻塞干扰效应预测方法,其特征在于包括如下步骤:设输入信号为ui(t)=ud(t)+us(t)=Udcosωdt+Uscosωst (1)式中ud为干扰信号,us为有用信号;输入信号经过限幅器或者带通滤波器后为:u'i(t)=Bdud(t)+Bsus(t)=BdUdcosωdt+BsUscosωst (2)式中Bd和Bs分别为限幅器或者滤波器对频率为ωd和ωs信号的幅频系数,Bd和Bs都是常数;输入信号进入接收机非线性器件中,非线性器件的输入输出信号之间的关系用幂级数表示: u o = A 0 + A 1 u i ′ + A 2 u i ′ 2 + A 3 u i ′ 2 + ... ( 3 ) ]]>其中ui为输入信号,uo为输出信号,An(n=0,1,2,…)是与系统转移特性有关的常数;将式(2)代入式(3)中得到: u o ( t ) = A 0 + A 1 ( B d U d cosω d t + B s U s cosω s t ) + A 2 ( B d 本文档来自技高网
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接收机带内多频电磁辐射大信号阻塞干扰效应预测方法

【技术保护点】
一种接收机带内多频电磁辐射大信号阻塞干扰效应预测方法,其特征在于包括如下步骤:设输入信号为ui(t)=ud(t)+us(t)=Udcosωdt+Uscosωst          (1)式中ud为干扰信号,us为有用信号;输入信号经过限幅器或者带通滤波器后为:u'i(t)=Bdud(t)+Bsus(t)=BdUdcosωdt+BsUscosωst              (2)式中Bd和Bs分别为限幅器或者滤波器对频率为ωd和ωs信号的幅频系数,Bd和Bs都是常数;输入信号进入接收机非线性器件中,非线性器件的输入输出信号之间的关系用幂级数表示:uo=A0+A1u'i+A2u'i2+A3u'i3+…         (3)其中ui为输入信号,uo为输出信号,An(n=0,1,2,…)是与系统转移特性有关的常数;将式(2)代入式(3)中得到:uo(t)=A0+A1(BdUdcosωdt+BsUscosωst)+A2(BdUdcosωdt+BsUscosωst)2+A3(BdUdcosωdt+BsUscosωst)3+...---(4)]]>分解后得到直流分量:A0+A22(Bd2Ud2+Bs2Us2)---(5)]]>基波分量:(A1BdUd+34A3Bd3Ud3+32A3BdBs2UdUs2)cosωdt---(6)]]>(A1BsUs+34A3Bs3Us3+32A3Bd2BsUd2Us)cosωst---(7)]]>由式(7)可知有用信号的增益为K=A1BsUs+34A3Bs3Us3+32A3Bd2BsUd2UsBsUs=A1+34A3Bs2Us2+32A3Bd2Ud2---(8)]]>根据式(8)可知:单频干扰信号uj单独作用下,j=1,2,…,n,有用信号的增益分别为:K=A1+34A3Bs2Us2+32A3B12U1′2---(9)]]>K=A1+34A3Bs2Us2+32A3B22U2′2---(10)]]>……K=A1+34A3Bs2Us2+32A3Bn2Un′2---(11)]]>其中,U'j为干扰频率fj单独作用下的敏感度阈值,j=1,2,…,n,接收机受到n个正弦连续波干扰信号的干扰时,即输入信号为:ui(t)=u1(t)+u2(t)+...+un(t)+us(t)=U1cosω1t+U2cosω2t+...+Uncosωnt+Uscosωst---(12)]]>当接收机受到n个不同频率的正弦连续波干扰时,经过限幅器或者带通滤波器选频抑制后得到:ui′(t)=B1u1(t)+B2u2(t)+...+Bnun(t)+Bsus(t)=B1U1cosω1t+B2U2cosω2t+...+BnUncosωnt+BsUscosωst---(13)]]>将式(13)代入到式(3)中得到uo(t)=A0+A1(B1U1cosω1t+B2U2cosω2t+...+BnUncosωnt+BsUscosωst)+A2(B1U1cosω1t+B2U2cosω2t+...+BnUncosωnt+BsUscosωst)2+A3(B1U1cosω1t+B2U2cosω2t+...+BnUncosωnt+BsUscosωst)3+...---(14)]]>分解后得到直流分量A0+A22(B12U12+B22U22+...+Bn2Un2+Bs2Us2)---(15)]]>基波分量为(A1B1U1+34A3B13U13+32A3B1B22U1U22+...+32A3B1Bn2U1Un2+32A3B1Bs2U1Us2)cosω1t---(16)]]>(A1B2U2+34A3B23U23+32A3B12B2U12U2+...+32A3B2Bn2U2Un2+32A3B2Bs2U2Us2)cosω2t---(17)]]>……(A1BnUn+34A3Bn3Un3+32A3B12BnU12Un+...+32A3BnBn-12UnUn-12+32A3BnBs2UnUs2)cosωnt---(18)]]>(A1BsUs+34A3Bs3Us3+32A3B12BsU12Us+32A3B22BsU22Us+...+32A3Bn2BsUn2Us)cosωst---(19)]]>由式(19)可知有用信号增益为K=A1BsUs+34A3Bs3Us...

【技术特征摘要】
1.一种接收机带内多频电磁辐射大信号阻塞干扰效应预测方法,其特征在于包括如下步骤:设输入信号为ui(t)=ud(t)+us(t)=Udcosωdt+Uscosωst (1)式中ud为干扰信号,us为有用信号;输入信号经过限幅器或者带通滤波器后为:u'i(t)=Bdud(t)+Bsus(t)=BdUdcosωdt+BsUscosωst (2)式中Bd和Bs分别为限幅器或者滤波器对频率为ωd和ωs信号的幅频系数,Bd和Bs都是常数;输入信号进入接收机非线性器件中,非线性器件的输入输出信号之间的关系用幂级数表示:uo=A0+A1u'i+A2u'i2+A3u'i3+… (3)其中ui为输入信号,uo为输出信号,An(n=0,1,2,…)是与系统转移特性有关的常数;将式(2)代入式(3)中得到: u o ( t ) = A 0 + A 1 ( B d U d cosω d t + B s U s cosω s t ) + A 2 ( B d U d cosω d t + B s U s cosω s t ) 2 + A 3 ( B d U d cosω d t + B s U s cosω s t ) 3 + ... - - - ( 4 ) ]]>分解后得到直流分量: A 0 + A 2 2 ( B d 2 U d 2 + B s 2 U s 2 ) - - - ( 5 ) ]]>基波分量: ( A 1 B d U d + 3 4 A 3 B d 3 U d 3 + 3 2 A 3 B d B s 2 U d U s 2 ) cosω d t - - - ( 6 ) ]]> ( A 1 B s U s + 3 4 A 3 B s 3 U s 3 + 3 2 A 3 B d 2 B s U d 2 U s ) cosω s t - - - ( 7 ) ]]>由式(7)可知有用信号的增益为 K = A 1 B s U s + 3 4 A 3 B s 3 U s 3 + 3 2 A 3 B d 2 B s U d 2 U s B s U s = A 1 + 3 4 A 3 B s 2 U s 2 + 3 2 A 3 B d 2 U d 2 - - - ( 8 ) ]]>根据式(8)可知:单频干扰信号uj单独作用下,j=1,2,…,n,有用信号的增益分别为: K = A 1 + 3 4 A 3 B s 2 U s 2 + 3 2 A 3 B 1 2 U 1 ′ 2 - - - ( 9 ) ]]> K = A 1 + 3 4 A 3 B s 2 U s 2 + 3 2 A 3 B 2 2 U 2 ′ 2 - - - ( 10 ) ]]>…… K = A 1 + 3 4 A 3 B s 2 U s 2 + 3 2 A 3 B n 2 U n ′ 2 - - - ( 11 ) ]]>其中,U'j为干扰频率fj单独作用下的敏感度阈值,j=1,2,…,n,接收机受到n个正弦连续波干扰信号的干扰时,即输入信号为: u i ( t ) = u 1 ( t ) + u 2 ( t ) + ... + u n ( t ) + u s ( t ) = U 1 cosω 1 t + U 2 cosω 2 t + ... + U n cosω n t + U s cosω s t - - - ( 12 ) ]]>当接收机受到n个不同频率的正弦连续波干扰时,经过限幅器或者带通滤波器选频抑制后得到: u i ′ ( t ) = B 1 u 1 ( t ) + B 2 u 2 ( t ) + ... + B n u n ( t ) + B s u s ( t ) = B 1 U 1 cosω 1 t + B 2 U 2 cosω 2 t + ... + B n U n cosω n t + B s U s cosω s t - - - ( 13 ) ]]>将式(13)代入到式(3)中得到 u o ( t ) = A 0 + A 1 ( B 1 U 1 cosω 1 t + B 2 U 2 cosω 2 t + ... + B n U n cosω n t + B s U s cosω s t ) + A 2 ( B 1 U 1 cosω 1 t + B 2 U 2 cosω 2 t + ... + B n U n cosω n t + B s U s cosω s t ) 2 + A 3 ( B 1 U 1 cosω 1 t + ...

【专利技术属性】
技术研发人员:魏光辉潘晓东李伟万浩江王雅平郭玉冰
申请(专利权)人:中国人民解放军军械工程学院
类型:发明
国别省市:河北;13

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