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电子战中高效数字信道化IFM接收机的研究方案

  理想的电子战(EW)接收机除了应具有宽输入带宽、高频率分辨率、大动态范围、多信号并行处理能力外,还必须能对接收到的大量信息进行实时或准实时处理。

  理想的电子战(EW)接收机除了应具有宽输入带宽、高频率分辨率、大动态范围、多信号并行处理能力外,还必须能对接收到的大量信息进行实时或准实时处理[1]。信道化接收机就是可以实现以上大多数特征的一种接收机,由于它能够处理同时到达的多个信号,可以实现监视频带内信号的全概率截获,常运用于宽带侦察接收中。近几年,随着VLSI和DSP技术的飞速发展,数字信道化技术得到了越来越广泛的应用。数字信道化接收机的优点在于设备体积小,信道均衡性好,缺点在于频率分辨率不高,尤其是当总的频率覆盖范围很宽时[2]。另一方面,瞬时测频(IFM)接收机具有较高的频率分辨率,但它不具有多信号并行处理能力而不适应现代EW中信号密集的环境。本文将结合两种方法的优点,提出一种数字信道化IFM接收机的高效实现方案。

  数字信道化是将宽带数字信号送入一个网络,在网络中完成频域均匀信道化和抽取操作,最终输出若干个低速率的子频带信号。该网络的功能可等效为一个带抽取器的均匀数字滤波器组。设滤波器个数(即信道个数)K与抽取倍数D满足K=FD(F为正整数)的关系,滤波器组信道化接收机结构如图1所示。其中

  滤波器组数字信道化接收机结构的实现效率非常低,所以需要寻找一种高效的实现方法。文献[2~4]中只推导了临界抽样条件(F=1,K=D)下信道偶型排列时的信道化接收机高效结构,本文给出一种具有普遍性的方法来推导基于DFT多相滤波组的信道化高效结构。该方法的优点是:只要相邻信道间隔为2/K,无论是否满足临界抽样条件,也无论信道采用怎样形式进行堆积排列,都可以方便地得到数字信道化接收机的高效结构。下面介绍具体推导过程。

  将数字瞬时测频(DIFM)技术应用到数字信道化接收机高效结构中,提出一种能分辨落入同一信道的两个同时到达信号的无盲区数字信道化IFM接收机方案,如图4所示。

  信号的频率;若两信号的幅度相当,DIFMk输出会产生误差。但是通过上述参数编码器,两信号准确的瞬时频率值仍可以在相邻的信道k-1和k+1中分别检测到。

  2.2计算机仿线中的结构进行MATLAB仿线;原型低通FIR滤波器的通带截止频率为/10,阻带起始频率为/5,阶数为80阶;两个同时输入且等幅的实单频信号X1(n)、X2(n),频率分别为32MHz和38MHz,输入采样速率为100MHz,样本点数为500,输入信噪比SNR[10dB,30dB],随机实验100次,仿线所示。

  本文提出的一种数字信道化IFM接收机方案结合了数字信道化接收机高效结构和相位差分瞬时测频方法,从而降低了系统复杂度,提高了实时处理能力,仿真结果表明该方案具有较好的信号检测能力。用现代技术来实现宽带数字化EW接收机的唯一实用方法是通过信道化技术,数字信道化IFM接收机是一种很有发展潜力的宽带侦察接收机。