检测雷达信号发射器之存在的方法、电子支援措施单元和用于确定所述发射器的位置和身份技术

技术编号:2653279 阅读:266 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种检测出存在雷达信号发射器的方法,其特征在于    ·通过多个天线接收所述雷达信号,所述天线指向不同的方向并且各个天线覆盖周围区域的一个扇区,    ·将从这些天线接收到的信号分成多个第一子带,    ·将所述第一子带变换为基带信道,    ·对所有基带信道求和,形成一个公共基带信道,    ·对所述基带信道中的信号进行数字化,    ·对数字化信号进行处理,以检测和识别发射器源。(*该技术在2023年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
雷达ESM系统用于通过确定雷达脉冲的来向和发射器特征来检测和识别一个区域中存在的雷达。
技术介绍
这样的系统包括覆盖相关雷达频率的接收机。该接收机需要以360°的覆盖角覆盖很宽的雷达频带(典型的是2-18GHz)。同时,系统必须对各个所接收到的脉冲进行完全分析,以识别出雷达发射器。该系统应当是野外单人便携的,并且应当能够使用电池电源进行工作。复合系统应当能够找出发射器位置(方位和射程)。已知三种主要的解决方案宽带晶体接收机晶体接收机可以用来覆盖整个带宽。这种接收机检测信号包络,并且可以测算出概略脉冲参数。至少需要四个这样的接收机来实现360°的角度覆盖。宽带晶体接收机仅仅具有进行概略脉冲分析的能力。诸如载频和调频或调相这样的重要脉冲参数全都会丢掉。因此发射器特征测定最多也是粗略的。在有多个发射器的情况下,使用处于不同位置的两个或多个ESM接收机来定位目标发射器可能会失败,因为可能会将一个接收机中接收到的发射器与其它接收机中接收到不同发射器关联起来。并行接收机使用多个接收机来覆盖整个带宽。按照当前的技术,可以使用接近20个并行接收机将整个带宽分为子-GHz(sub-GHz)频道,这些频道接着可以用目前的数字处理器进行处理。为了覆盖360°,需要至少四个天线指向不同方向的这样的接收机组来进行定向。并行接收机解决方案实现了高质量的脉冲测算,并且因此可以用于发射器特征测定。当使用处于不同位置上的两个或多个接收机时,可以进行发射器位置的确定,因为各个脉冲和各个发射器都可以得到识别。另一方面,这种解决方案在无线电硬件和处理硬件中都需要高度并行性。结果造成重量大并且功耗高,致使这一思想不能应用于单人便携操作。扫描接收机为了进行细致的脉冲分析,可以针对各个天线方向使用单独一个窄带接收机。使用该接收机按顺序对整个频率带宽进行扫描。细致的脉冲分析可以在窄的瞬时带宽内进行。可以将扫描接收机构建成低功耗的小型单元,并且也可以提供细致的脉冲测算。这种接收机结构的问题是,由于瞬时带宽很低,造成截获的可能性不高。很可能检测不到使用单次扫描策略进行工作的雷达。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种ESM系统,用来检测出在一个区域内存在雷达,该ESM系统覆盖足够用的瞬时带宽,并且能够进行细致的脉冲分析,以便识别发射器源。本专利技术的另一个目的是提供一种具有上述特征而又重量轻功耗低的系统。这些目的通过由所附权利要求所涵盖的本专利技术的方法、电子支援措施单元和系统得到了满足。附图说明现在将参照附图详细介绍本专利技术,其中附图1表示使用多个按照本专利技术的ESM单元的情况;多个ESM传感器通过网络连接起来,用来确定雷达发射器的位置,使用公共发射器数据库来进行辨别,附图2表示原型接收机的结构设计,附图3是按照本专利技术的系统的总览图,附图4表示本专利技术的系统中使用的频带分割和下变换方案,附图5是接收机前端的框图,附图6是接收机第二级的框图,附图7是表示接收到的脉冲的傅立叶变换的曲线图;用于计算雷达发射器的载频,附图8是表示来自雷达发射器的脉冲的曲线图,用于计算脉冲宽度附图9是表示三个不同天线的增益的曲线图;用于根据预先计算的天线波瓣校正函数计算来向,附图10表示在DOA/频率曲线图中标出的接收脉冲,附图11表示从雷达发射器接收到的脉冲;用于测算发射器天线束宽和旋转时间。具体实施例方式附图1表示ESM接收机系统的典型设置方案。将多个ESM单元1-4布置在沿着海岸线的地带中。各个ESM单元适合于接收和分析由存在于周围区域内的雷达发射的信号。在这种情况下,油轮5正沿着海岸航行,同时它的雷达正在不断地扫描地平线。各个ESM单元1-4接收到这些雷达信号、分辨来向并且识别特征标。这些ESM单元连接在一个网络内。所述网络包括控制中心6。在控制中心内,对从ESM单元1-4接收到的数据进行比较和分析,以得出雷达源(油轮5)的位置及其身份(基于雷达脉冲的特征标和已知特征标的数据库)。各个ES单元1-4包括多个指向不同方向的天线、接收机和信号处理电路。各个天线覆盖周围区域的一个扇区,并且整个组件覆盖整个地平线。接收机单元附图2中给出了按照本专利技术的样机ESM单元的结构设计。使用了12个天线单元来在6个方向上覆盖2到18GHz。在各个方向上,使用了两个天线;下面较大的天线覆盖2-6GHz的频带,而较小的上面的天线覆盖6-18GHz。该ESM单元或接收机系统由两个单元构成,即接收机单元7(天线、接收机和导航子单元)和处理单元8,如附图3所示。天线10a、b-16a、b将它们的信号传递给接收机单元7。在接收机单元7中,将来自各个上天线10a-16a的信号分成三个4GHz宽的子带,即,6-10GHz子带、10-14GHz子带和14-18GHz子带。将这三个子带与从下天线得到2-6GHz子带一起变换成单独一个中频(IF)。对于各个天线组有一个IF信道,即,总共六个IF信道。如果将方向相反的天线的信道合成为一个信道(图中未示出);则给出总共三个IF信道。在接收机的第二级,附图6,再次将4GHz IF分成四个1GHz宽的子带,对其进一步进行下变换并且合成为1GHz带宽的基带信道。此后,将这些信号发送给处理单元8,以进行数字化和处理。附图4中详细给出了变换方案。除了天线/接收机链路之外,该单元还包括姿态确定单元(罗盘)18和GPS天线17。所有这些都包含在单独一个单元内,该单元可以安装在三角架上或者固定在天线杆上。无线电设计附图5中给出了接收机前端。Ant Lo输入端从下天线10b-16b之一接收信号,而Ant Hi输入端从上天线10a-16a接收信号。在带通滤波器20a-20d中对这些信号进行滤波,借此将来自上天线的信号分成三个子带。在低噪声前置放大器21a-21d中对来自带通滤波器的信号进行放大并且馈送给混频器22a-22d。在混频器22a-22d中,将信号下变换为相同频率范围的IF信道并且在另一组带通滤波器23a-23d中对它们进行滤波。在加法器25中对来自IF滤波器23a-23d的输出信号进行合成。这样使来自各个子带的信号彼此重叠在一起。由于信号是脉冲调制的,因此同时信号来自不同信道的可能性相当低。为了确定输入脉冲的方向和频率,在进行合成之前,在各个原始信道内进行宽带脉冲检测。为此,包含了四个检测器24a-24d,每个IF信道中有一个。将这些检测器的输出信号馈送给比较器26,以识别出哪个信道出现了给定信号。附图6中给出了接收机的第二级。在带通滤波器27a-27d中再次将从附图5中的前端接收到的第一IF信号分成四个子带,在放大器28a-28d中对它们进行放大、在混频器29a-29d中进行下变频、在带通滤波器30a-30d中进行滤波并且在加法器32中进行合成。结果得到的0-1GHz范围内基带信道具有与后续处理系统中的A/D转换器相匹配的带宽(典型地是1GHz利用2.5GS/s A/D转换器)。此外,还需要振荡器和控制块(未示出)来产生所有的振荡器频率、对放大器的控制信号并且处理来自各个信道的触发信号。结果得到的信道对于A/D转换来说足够窄,并且可以用一个单一的处理器来处理脉冲。所需的并行AD转换器的数量等于天线方向数量的一半(典型地,在六个天线方向的情况下,是三个)。处理单元使用了四通本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员:P·A·瓦兰德
申请(专利权)人:艾利森电话股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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