一种冲激引信调制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种冲激引信调制方法及系统，属于无线电引信技术领域。方法采用直接数字频率综合技术实现脉冲位置调制，直接数字频率综合技术的相位控制字可灵活调整脉冲位置，同时相位控制字为真随机信号序列，系统包括：随机数产生器、晶体振荡器、FPGA芯片、放大滤波电路、信号判决模块。解决了现有冲激引信采用的伪随机码调制方法存在被截获、临近引信互绕风险的问题，可从根本上限制数字射频存储技术技术，使得转发式欺骗干扰彻底失效。使得转发式欺骗干扰彻底失效。使得转发式欺骗干扰彻底失效。

【技术实现步骤摘要】
一种冲激引信调制方法及系统


[0001]本专利技术涉及无线电引信
，具体是涉及一种冲激引信调制方法及系统。

技术介绍

[0002]无线电引信面临的电磁环境日趋复杂，主要包括战场环境中雷达、通信、卫星等电子信息系统所释放的有意或无意的高密度、高强度、多频谱电磁波所构成的复杂电磁空间。同时，无线电引信还面临着引信干扰机的挑战。引信干扰机已发展到第四代，以数字射频存储(DRFM)技术为基础，具备截获引信信号并存储转发的能力；可针对多体制、多目标同时实施干扰，干扰频段、瞬时带宽和响应时间进一步提升，能够发射瞄准式、扫频式、欺骗式等各种形式的电子干扰信号。
[0003]冲激引信由于具有良好的抗干扰、反隐身能力、定距精度高、体积小、功耗低，已成为无线电引信的研究热点。为提高冲激引信的灵敏度，一般采用高重频(PRF)设计增加脉冲积累数，以提高处理增益。高重频设计会引起距离模糊问题，冲激引信采用脉冲重复频率参差方法解距离模糊，重复频率参差即脉冲位置调制。脉冲位置调制信号一般采用伪随机码。伪随机码虽然周期可以做的很长，仍存在被截获的可能性；另外，采用伪随机码调制时，临近引信也存在互绕的风险。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题是：现有冲激引信采用的伪随机码调制方法存在被截获、临近引信互绕的风险。
[0005]为解决上述问题，本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种冲激引信调制方法，包括以下步骤：
[0007]S1、根据冲激引信脉冲重复频率PRF得到直接数字频率合成工作频率以及脉冲位置调制深度；
[0008]S2、晶体振荡器输出的时钟信号经过锁相环倍频后，得到直接数字频率合成工作频率的工作时钟信号，并将工作时钟信号输送至相位累加器、相幅转换器、数模转换器；
[0009]S3、根据脉冲重复频率、直接数字频率合成工作频率得到频率控制字；
[0010]S4、相位累加器在工作时钟信号驱动下，对频率控制字进行持续累加，得到瞬时相位；
[0011]S5、随机数产生器产生随机脉冲序列，并将随机脉冲序列作为相位控制字，并将相位控制字输出至相位累加器；
[0012]S6、相位累加器将相位控制字与瞬时相位相加得到合成相位；
[0013]S7、合成相位经过相幅转换器得到输出幅度，并将输出幅度输出至数模转换器，得到模拟输出信号；
[0014]S8、模拟输出信号经低通滤波器滤除镜像及非线性引起的杂波，得到直接数字频率合成输出信号，直接数字频率合成输出信号经脉冲整形电路得到带位置调制的脉冲信
号；
[0015]S9、带位置调制的脉冲信号分为两路，一路带位置调制的脉冲信号经第一窄脉冲产生器得到冲激信号，再通过第一超宽带天线向外辐射，另一路带位置调制的脉冲信号经延时电路延时后，再通过第二窄脉冲产生器得到取样脉冲信号；
[0016]S10、第一超宽带天线发送的冲激信号经目标散射后得到散射信号，第二超宽带天线接收散射信号，散射信号与取样脉冲信号经等效采样电路相关接收后得到检波信号；
[0017]S11、检波信号经放大滤波电路后输出至信号判决模块，在信号判决模块判断检波信号符合目标回波特征后输出近炸启动信号。
[0018]上述方法的步骤S1中，直接数字频率合成工作频率F
DDS
取值范围为(8～12)*PRF，脉冲位置调制深度取值范围为(1/4～1/8)/PRF。
[0019]上述方法的步骤S9中，延时电路的延时即为设置炸高。
[0020]现代战场环境下，无线电引信同时面临复杂电磁环境和无线电引信干扰机的挑战。引信干扰机已发展到第四代，以数字射频存储(DRFM)技术为基础，具备截获引信信号并存储转发的能力；可针对多体制、多目标同时实施干扰，干扰频段、瞬时带宽和响应时间进一步提升，能够发射瞄准式、扫频式、欺骗式等各种形式的电子干扰信号。采用随机脉冲位置调制的冲激引信，由于其脉冲重复周期很短且采用真随机脉冲位置调制，可从根本上限制DRFM技术的使用，其信号具有不可转发的特性。
[0021]上述方法通过现场可编程逻辑门阵列(FPGA)和数模转换器(DAC)实现直接数字频率综合(DDS)。
[0022]上述方法采用直接数字频率综合(DDS)技术实现脉冲位置调制，DDS的相位控制字可灵活调整脉冲位置。相位控制字为真随机信号序列，脉冲位置不可复制、不可预测，可从根本上限制数字射频存储(DRFM)技术技术，使得转发式欺骗干扰彻底失效。
[0023]进一步地，随机数产生器产生随机脉冲序列包括以下内容：
[0024]噪声放大电路产生电路噪声，电路噪声经ADC采集电路转化为数字信号，数字信号经过并串转换电路得到随机脉冲序列。
[0025]进一步地，噪声放大电路产生电路噪声的随机数位数为M，噪声放大电路产生电路噪声的脉冲重复频率为PRF，ADC采集电路的采样位数为SB，ADC采集电路的采样频率为FS，脉冲重复频率PRF满足条件为：SB*FS≥M*PRF。
[0026]进一步地，噪声放大电路产生电路噪声的随机数位数与脉冲位置调制深度的关系表达式为：
[0027][0028]上式中，Depth
rand
为脉冲位置调制深度，M为噪声放大电路产生电路噪声的随机数位数，Bits_Phase_in为相幅转换器的输入位数，F
DDS
为相幅转换器的工作频率，即直接数字频率合成工作频率。
[0029]更进一步地，信号判决模块判断检波信号包括以下内容：检波信号在经过数字带通滤波子模块处理后，模板匹配算法将处理后的检波信号与FPGA芯片本地存储的模板信号进行相关运算得到相关系数ρ，当当相关系数ρ<0.8时，信号判决模块判断检波信号符合目标回波特征，近炸启动指令输出子模块输出近炸启动指令，相关系数ρ的计算公式为：
[0030][0031]上式中，ρ为相关系数，s
i
为处理后的检波信号，m
i
为模板信号。
[0032]本专利技术还提供了一种冲激引信调制系统，应用于上述的一种冲激引信调制方法，包括：
[0033]随机数产生器，随机数产生器用于产生相位控制字，
[0034]晶体振荡器，晶体振荡器用于提供时钟信号，
[0035]FPGA芯片，FPGA芯片用于将相位控制字与频率控制字合成得到输出幅度，FPGA芯片与随机数产生器、晶体振荡器电性连接，
[0036]依次电性连接的：用于将输出幅度转换为模拟输出信号的数模转换器，用于滤除模拟输出信号中镜像及非线性引起的杂波得到直接数字频率合成输出信号的低通滤波器，用于将直接数字频率合成输出信号转换为带位置调制的脉冲信号的脉冲整形电路，用于将带位置调制的脉冲信号转换为冲激信号的第一窄脉冲产生器，用于发送冲激信号的第一超宽带天线，数模转换器与FPGA芯片电性连接，
[0037]依次电性连接的：延时电路、第二窄脉冲产生器、等效采样电路、第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冲激引信调制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、根据冲激引信脉冲重复频率PRF得到直接数字频率合成工作频率以及脉冲位置调制深度；S2、晶体振荡器(3)输出的时钟信号经过锁相环(23)倍频后，得到直接数字频率合成工作频率的工作时钟信号，并将工作时钟信号输送至相位累加器(21)、相幅转换器(22)、数模转换器(4)；S3、根据脉冲重复频率、直接数字频率合成工作频率得到频率控制字；S4、相位累加器(21)在工作时钟信号驱动下，对频率控制字进行持续累加，得到瞬时相位；S5、随机数产生器(1)产生随机脉冲序列，并将随机脉冲序列作为相位控制字，并将所述相位控制字输出至相位累加器(21)；S6、相位累加器(21)将相位控制字与瞬时相位相加得到合成相位；S7、合成相位经过相幅转换器(22)得到输出幅度，并将输出幅度输出至数模转换器(4)，得到模拟输出信号；S8、模拟输出信号经低通滤波器(5)滤除镜像及非线性引起的杂波，得到直接数字频率合成输出信号，直接数字频率合成输出信号经脉冲整形电路(6)得到带位置调制的脉冲信号；S9、带位置调制的脉冲信号分为两路，一路带位置调制的脉冲信号经第一窄脉冲产生器(7)得到冲激信号，再通过第一超宽带天线(8)向外辐射，另一路带位置调制的脉冲信号经延时电路(9)延时后，再通过第二窄脉冲产生器(10)得到取样脉冲信号；S10、第一超宽带天线(8)发送的冲激信号经目标散射后得到散射信号，第二超宽带天线(13)接收散射信号，散射信号与取样脉冲信号经等效采样电路(11)相关接收后得到检波信号；S11、检波信号经放大滤波电路(12)后输出至信号判决模块(24)，在信号判决模块(24)判断检波信号符合目标回波特征后输出近炸启动信号。2.如权利要求1所述的一种冲激引信调制方法，其特征在于，所述随机数产生器(1)产生随机脉冲序列包括以下内容：噪声放大电路产生电路噪声，电路噪声经ADC采集电路转化为数字信号，数字信号经过并串转换电路得到随机脉冲序列。3.如权利要求2所述的一种冲激引信调制方法，其特征在于，所述噪声放大电路产生电路噪声的随机数位数为M，噪声放大电路产生电路噪声的脉冲重复频率为PRF，所述ADC采集电路的采样位数为SB，ADC采集电路的采样频率为FS，脉冲重复频率PRF满足条件为：SB*FS≥M*PRF。4.如权利要求3所述的一种冲激引信调制方法，其特征在于，所述噪声放大电路产生电路噪声的随机数位数与脉冲位置调制深度的关系表达式为：上式中，Depth
rand
为脉冲位置调制深度，M为噪声放大电路产生电路噪声的随机数位数，
Bits_Phase_in为相幅转换器(22)的输入位数，F
DDS
为相幅转换器(22)的工作频率。5.如权利要求1所述的一种冲激引信调制方法，其特征在于，所述信号判决模块(24)判断检波信号包括以下内容：所述检波信号在经过数字带通滤波子模块处理后，模板匹配算法将处理后的检波信号与所述FPGA芯片(2)本地存储的模板信号进行相关运算得到相关系数ρ，当相关系数ρ<0.8时，信号判决模块(24)判断检波信号符合目标回波特征，近炸启动指令输出子模块输出近炸启动指令，相关系数ρ的计算公...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄志林，曹洁，刘炎景，彭浩，王超敏，
申请(专利权)人：北京宏动科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：