楊玉林 金成銘



[摘? ? ? ? ? ?要]? 信號分析是航空電子對抗基礎課程教學的核心任務,信號是看不見、摸不著的東西,利用System View軟件進行仿真,使抽象的信號變成具體的實物,便于研究者更好地觀察理解,為后續設備課的學習奠定基礎。
[關? ? 鍵? ?詞]? 信號處理;System View;航空電子對抗;仿真
[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603(2018)35-0210-02
專業基礎理論教學是航空裝備教學中的重要組成部分,它是認識裝備的功用、組成、基本工作原理以及使用與維護的前提和基礎。學生對專業基礎理論的理解與掌握情況直接影響著對裝備的認知,進而影響其崗位任職能力的培養,因而,在軍事任職教育中,專業基礎理論特別是裝備的基礎理論教學至關重要。探索實踐適用于專業基礎理論教學的方法和手段是軍校教員的重要工作,針對性和有效性是選取教學方法手段的基本原則。針對航空電子對抗基礎的課程特色,選取利用System View軟件仿真的方法展開教學,可以將抽象的內容形象化,增強教學內容的可理解性,大大提高教學效率。
一、System View軟件在航空電子對抗基礎課程教學中的適用性分析
選擇利用System View軟件仿真的方法展開航空電子對抗基礎課程教學,正是利用“信號處理”這一紐帶將二者很好地鏈接起來。
(一)仿真“信號處理”過程是System View軟件的“專長”
System View軟件主要用于信號仿真,在教學過程中,凡是涉及信號處理的領域都可以用System View進行模擬。除此之外,System View軟件還可以對模擬出來的信號進行分析、處理和變換等,大大方便了人們對信號的研究。
教學過程中,引導學員使用System View軟件進行仿真時,只需要關注每一個實驗任務的設計和過程,不需要下大力氣去編程,對學員編程能力要求很低,學員只需要拖動所需要的信號源等圖標即可完成任務的建模、設計和測試,設置合理的參數即可。這一點非常適合本課程特色。
(二)分析“信號處理”過程是航空電子對抗基礎課程的“必需”
航空電子對抗基礎課程共包含信號處理基礎、雷達和通信原理、航空電子對抗原理等三個大部分,其中信號處理基礎部分主要介紹信號的產生及其時頻域分析、信號變換(包括濾波、放大、功分、頻分、檢波等)、信號傳輸等;雷達和通信原理部分主要是讓學生掌握雷達所發出的信號等一系列處理過程;航空電子對抗原理部分主要針對雷達和通信系統的工作特色及其容易被攻擊的鏈條,研究對其干擾的方法與過程,也是從信號級進行研究的。
從以上的分析可以看出,選擇利用System View軟件對航空電子對抗基礎課程內容進行仿真教學是適用的。
二、基于System View軟件仿真的教學框架設計
利用System View軟件仿真展開航空電子對抗基礎課程教學時,框架設計是前提和基礎。框架設計包含教學內容框架設計和軟件仿真框架設計。
(一)教學內容框架設計注重“模塊化”
從教學內容體系架構上,將航空電子對抗基礎課程的三個大部分劃分為信號處理認知、雷達信號處理過程認知、雷達對抗信號處理認知、通信信號處理過程認知、通信對抗信號處理認知五個仿真模塊。如圖1所示。每一模塊都根據裝備的實際信號處理過程來設計具體的信號處理仿真實踐,幫助學員正確認知信號特點。
(二)軟件仿真框架設計注重“流程化”
為了幫助學員更好地掌握仿真流程,在進行軟件仿真框架設計時,注重根據實際裝備中的信號處理流程來設計具體仿真實驗流程,這樣既能讓學員快速掌握仿真實踐的任務設計,又能很好地展示仿真節點的信號特性。如圖2所示。
三、應用實例分析
(一)信號的相加與相乘
1.任務描述
任務名稱:兩正弦信號相加與相乘。
參數:
(1)正弦信號1的頻率:333 Hz,幅度30 V。
(2)正弦信號2的頻率:777 Hz,幅度50 V。
要求:兩信號分別相加和相乘,查看生成信號的波形和頻譜,分析其時頻域特點。
2.仿真設計
如圖3所示。
3.仿真結果
查看以上仿真結果信號的波形和頻譜,如圖4所示。
(二)AM信號調制與解調
1.任務描述
任務名稱:仿真信號的調制與解調過程。
參數:
(1)載波信號的頻率:2000 Hz,幅度1 V。
(2)基帶信號的頻率:200 Hz,幅度1 V。
要求:用基帶信號對載波進行幅度調制,再同步解調,查看生成信號的波形和頻譜,分析其時頻域特點。
2.仿真設計
如圖5所示。
3.仿真結果
查看以上仿真結果信號的波形和頻譜,如圖6所示。
四、結語
由實例中仿真實驗的結果可以看出,利用System View軟件對信號處理過程仿真可以形象地表示出各環節信號的波形和頻譜,信號變化的特點清晰可見,適用于將通信對抗、雷達對抗等裝備中信號處理過程可視化。這種信號可視化手段在軍事任職教育電子專業教學中的適用性強,學員易于理解和掌握信號在裝備中的變換過程,能夠提高課堂教學效果。
參考文獻:
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