機(jī)載電子對(duì)抗系統(tǒng)中交疊信號(hào)的瞬時(shí)測(cè)頻研究

張琛

摘要：現(xiàn)階段，電子對(duì)抗設(shè)備所用測(cè)頻體制以IFM為主，旨在使測(cè)量結(jié)果精準(zhǔn)且有效，但是該技術(shù)并不適合測(cè)量交疊信號(hào)，正因如此，交疊信號(hào)才成為專(zhuān)家討論的核心。文章以機(jī)載對(duì)抗系統(tǒng)為研究對(duì)象，從接收原理、瞬時(shí)測(cè)頻出發(fā)，圍繞交疊信號(hào)展開(kāi)了討論，希望能夠給相關(guān)人員以啟發(fā)，使該系統(tǒng)被賦予效能，在飛機(jī)內(nèi)部得到應(yīng)有發(fā)揮。

關(guān)鍵詞：瞬時(shí)測(cè)頻;交疊信號(hào);機(jī)載電子對(duì)抗系統(tǒng)

前言：隨著電子對(duì)抗進(jìn)入人們視野，被用來(lái)進(jìn)行告警、干擾與支援的電子對(duì)抗系統(tǒng)，開(kāi)始為越來(lái)越多人所熟知，要想使其價(jià)值得到應(yīng)有實(shí)現(xiàn)，關(guān)鍵是對(duì)雷達(dá)信號(hào)頻率進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量。在雷達(dá)所涉及參數(shù)中，最應(yīng)當(dāng)引起重視的為頻域參數(shù)，這是因?yàn)樵搮?shù)可對(duì)雷達(dá)用途與功能加以反映，只有以分選與威脅識(shí)別為前提，對(duì)雷達(dá)進(jìn)行精準(zhǔn)告警，才能避免不必要問(wèn)題出現(xiàn)，本文所研究課題的意義不言而喻。

1研究背景

電子對(duì)抗系統(tǒng)用來(lái)測(cè)頻的工具以IFM接收機(jī)為主，該接收機(jī)的優(yōu)勢(shì)，主要是擁有良好的實(shí)時(shí)性，理想的測(cè)頻范圍，還有突出的頻率分辨力。試驗(yàn)結(jié)果表明，在單個(gè)信號(hào)的測(cè)量方面，該接收機(jī)往往可達(dá)到精確測(cè)量的要求，若有信號(hào)同時(shí)到達(dá)的情況存在，測(cè)量精確度將會(huì)大打折扣。

目前，常見(jiàn)的信號(hào)同時(shí)到達(dá)情況可分為兩種，分別是：兩個(gè)信號(hào)前沿時(shí)差不超過(guò)10ns;兩個(gè)信號(hào)前沿時(shí)差為10ns至120ns。正常來(lái)說(shuō)，相關(guān)人員應(yīng)對(duì)同時(shí)到達(dá)信號(hào)所適用檢測(cè)電路進(jìn)行設(shè)置，確保測(cè)量錯(cuò)誤可得到準(zhǔn)確標(biāo)記。研究表明，如果每秒產(chǎn)生的信號(hào)流為500萬(wàn)脈沖數(shù)及以上，接收機(jī)將有極大幾率面臨信號(hào)同時(shí)到達(dá)的情況，其中兩個(gè)信號(hào)同時(shí)到達(dá)的幾率為10%，三個(gè)信號(hào)同時(shí)到達(dá)的幾率為2%，同時(shí)到達(dá)的情況可以忽略不計(jì)，由此可見(jiàn)，相對(duì)于信號(hào)同時(shí)到達(dá)而言，信號(hào)交疊情況更為常見(jiàn)[1]。

現(xiàn)階段，在利用電子對(duì)抗系統(tǒng)開(kāi)展測(cè)頻工作時(shí)，相關(guān)人員往往會(huì)選擇將檢測(cè)電路視為第一類(lèi)信號(hào)，將同時(shí)到達(dá)信號(hào)、交疊脈沖視為第二類(lèi)信號(hào)，由此而引發(fā)的問(wèn)題，主要是測(cè)頻精準(zhǔn)度無(wú)法得到保證，隨著脈沖交疊時(shí)間的延長(zhǎng)，出現(xiàn)測(cè)頻失誤的幾率就越大。基于此，在雷達(dá)輻射源持續(xù)增加的當(dāng)下，仍對(duì)傳統(tǒng)方法進(jìn)行沿用，完成處理交疊信號(hào)的相關(guān)工作，不僅會(huì)使測(cè)頻效能受到影響，還會(huì)增加脈沖信息丟失的可能性。此外，現(xiàn)有電子對(duì)抗裝備普遍存在漏警率、虛警率高，截獲率低的問(wèn)題，相關(guān)人員難以全面感知所處電磁環(huán)境，飛機(jī)生存能力被削弱的情況無(wú)法避免。而出現(xiàn)上述問(wèn)題的原因，主要是交疊信號(hào)大量存在，導(dǎo)致電磁環(huán)境變得愈發(fā)復(fù)雜，要想避免帶來(lái)更加嚴(yán)重的后果，針對(duì)交疊信號(hào)的形成展開(kāi)討論，就變得很有必要。

2接收原理

某飛機(jī)自衛(wèi)所用電子對(duì)抗系統(tǒng)，當(dāng)威脅雷達(dá)的脈沖信號(hào)被天線接收后，便會(huì)向接收機(jī)進(jìn)行傳送，在測(cè)量頻率的基礎(chǔ)上，對(duì)頻率碼、脈沖信號(hào)和CP信號(hào)進(jìn)行輸出，經(jīng)由信號(hào)處理機(jī)，完成識(shí)別與分選工作。對(duì)IFM接收機(jī)而言，相關(guān)器組件是確保頻率測(cè)量順利完成的關(guān)鍵，現(xiàn)階段，出鏡率較高的相關(guān)器單元，主要是微波鑒相器，而常見(jiàn)的微波鑒相器，又分為放大器、功分線和延遲線等部分。出于使分辨力、頻段覆蓋所存在矛盾得到有效解決的考慮，接收機(jī)結(jié)構(gòu)以4路鑒相器并聯(lián)為主，延遲線長(zhǎng)度確定，其中，長(zhǎng)延遲線需要將精度視為重點(diǎn)考慮因素，短延遲線則要為射頻范圍提供保證，相關(guān)人員的任務(wù)，主要是以延遲線關(guān)系為依據(jù)，對(duì)測(cè)頻值加以確定[2]。希望下文所研究?jī)?nèi)容，可為交疊信號(hào)測(cè)頻及相關(guān)工作的開(kāi)展提供幫助，若電子對(duì)抗系統(tǒng)可具備測(cè)量交疊信號(hào)頻率的功能，不僅可使飛機(jī)適應(yīng)能力得到顯著提升，還能夠賦予其更為理想的生存能力，重要性不言而喻。

3瞬時(shí)測(cè)頻

本文所研究接收機(jī)擁有極大的測(cè)頻范圍和較高的測(cè)頻精度，但也有明顯的不足存在，例如，無(wú)法對(duì)交疊信號(hào)進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)頻。

3.1交疊脈沖介紹

三個(gè)或三個(gè)以上脈沖出現(xiàn)交疊的幾率較低，這便是本文將雙交疊脈沖視為重點(diǎn)研究對(duì)象的原因。一般來(lái)說(shuō)，不同輻射源脈沖，通常對(duì)應(yīng)不同脈寬，且脈寬所存在差異極為顯著，這表明脈沖并不具備完全交疊的條件，因此，常見(jiàn)的交疊形式為首位交疊、包含交疊。

將不同脈沖的到達(dá)時(shí)間設(shè)為T(mén)a和Tb，脈寬設(shè)為PWa和PWb。在首位交疊的情況下，若脈沖滿足的條件，則表明脈沖交疊，此時(shí)，交疊時(shí)間是。若脈沖交疊形式為包含交疊，在滿足，時(shí)，第一個(gè)脈沖將作為第二個(gè)脈沖的一部分，進(jìn)入接下來(lái)的環(huán)節(jié)，二者的交疊時(shí)間，通常是PWa。

3.2接收機(jī)測(cè)頻分析

接收機(jī)的技術(shù)指標(biāo)，主要是遮蔽時(shí)間、測(cè)頻時(shí)間，其中，遮蔽時(shí)間又被稱(chēng)為寂靜時(shí)間，指的是接收機(jī)對(duì)相鄰脈沖頻率進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量需要花費(fèi)時(shí)間的最小數(shù)值，測(cè)頻時(shí)間則是指信號(hào)經(jīng)過(guò)接收機(jī)需要花費(fèi)的時(shí)間。利用接收機(jī)檢測(cè)脈沖所用方法為設(shè)置門(mén)限，回答源Ⅰ的衰減器和放大電路，為脈沖提供了下降沿與上升沿，下降沿低于門(mén)限，則表明脈沖結(jié)束，而上升沿高于門(mén)限，表明脈沖到達(dá)，二者間存在的時(shí)間差，即為后續(xù)研究所需脈寬[3]。一般來(lái)說(shuō)，輸出脈沖、輸入脈沖間，有較為明顯的延時(shí)存在，此類(lèi)延時(shí)又叫做通過(guò)時(shí)間。

下文將參考首尾交疊脈沖所表現(xiàn)出特點(diǎn)，對(duì)接收機(jī)測(cè)頻能力進(jìn)行分析。研究表明，在開(kāi)展相關(guān)工作時(shí)，以下兩種情況需要尤為注意：其一，待測(cè)頻告一段落，第二個(gè)脈沖才到達(dá);其二，在測(cè)頻過(guò)程中，第二個(gè)脈沖就已到達(dá)。前者更容易對(duì)第一個(gè)脈沖進(jìn)行測(cè)量，由于脈沖交疊程度并不在接收機(jī)測(cè)頻范圍內(nèi)，較易出現(xiàn)將不同脈沖融合的情況，這樣做給第二個(gè)脈沖帶來(lái)的影響，便是大量測(cè)頻信息丟失。如果信號(hào)交疊程度未超出接收機(jī)測(cè)頻范圍，相關(guān)人員應(yīng)先對(duì)第一個(gè)脈沖進(jìn)行測(cè)頻，再對(duì)第二個(gè)脈沖進(jìn)行測(cè)頻。當(dāng)然，二者到達(dá)信號(hào)時(shí)間相同的情況也偶有發(fā)生，此時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)確保第一個(gè)脈沖擁有較測(cè)頻時(shí)間更大的脈寬。后者所面臨問(wèn)題，主要是測(cè)頻精確度難以得到保證，對(duì)錯(cuò)誤程度起決定作用的因素，則是脈沖幅度。研究表明，若交疊信號(hào)擁有相差較大的幅度，往往對(duì)應(yīng)較小的相位誤差，還有較低的測(cè)頻錯(cuò)誤率。若交疊信號(hào)的幅度差超過(guò)6dB，便可對(duì)信號(hào)頻率進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量，錯(cuò)誤出現(xiàn)幾率可忽略不計(jì)，但是這樣做也有不足存在，即小幅度信號(hào)丟失。綜上，無(wú)論是首尾交疊，還是脈沖包含交疊，在測(cè)量信號(hào)頻率時(shí)，誤差的存在無(wú)法避免，這也是亟待解決的問(wèn)題。

結(jié)論：由上文所敘述內(nèi)容可知，即便進(jìn)入接收機(jī)前，兩個(gè)脈沖從未出現(xiàn)交疊，進(jìn)入接收機(jī)后，仍有出現(xiàn)交疊的可能。在接收機(jī)內(nèi)部發(fā)生的脈沖交疊，少數(shù)情況下，可快速對(duì)其進(jìn)行分辨，若利用接收機(jī)完成交疊信號(hào)的測(cè)頻工作，極易有測(cè)頻誤差存在，信號(hào)幅度越相近，測(cè)頻出現(xiàn)誤差的幾率越大，甚至?xí)l(fā)生弱信號(hào)所傳遞頻率信息丟失的情況。

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