數(shù)字射頻存儲器模塊電路設(shè)計
1 引言
電子對抗的最終目的之一是破壞敵方的無線電通信,最直接有效的手段是采用通信干擾方式,擾亂對方的通信。而雷達(dá)干擾機是根據(jù)雷達(dá)的工作原理發(fā)射適當(dāng)?shù)?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/干擾">干擾信號進(jìn)人雷達(dá)接收設(shè)備,利用雷達(dá)干擾設(shè)備破壞或干擾對方雷達(dá)對目標(biāo)回波信號的檢測,進(jìn)而不能及時獲得充足的信息,使其效能降低或完全失效。
數(shù)字儲頻是七十年代發(fā)展起來的新技術(shù).基于DRFM的電子對抗系統(tǒng)發(fā)展很快。其最初用途是以數(shù)字式存儲復(fù)制功能取代ECM系統(tǒng)中的模擬式循環(huán)微波存儲功能。隨著雷達(dá)種類的增加,近年來,數(shù)字儲頻已成為電子對抗領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù),在雷達(dá)的信號模擬、雜波信號模擬、無源干擾信號模擬方面得到廣泛應(yīng)用。DRFM及其技術(shù)的發(fā)展改進(jìn)。能夠適應(yīng)多變、快變和復(fù)雜時頻調(diào)制的威脅信號環(huán)境,能夠促使干擾信號與被干擾的雷達(dá)信號之間的相參性,具有過去的其他技術(shù)手段無法達(dá)到的良好干擾效果。DRFM及其基本技術(shù)系列的改進(jìn)開辟了ECM的一個新領(lǐng)域。
2 DRFM的干擾類型和工作原理
數(shù)字射頻存儲器(DRFM)是一種可儲存任意射頻信號,并在延遲可編程時間后精確輸出的存儲設(shè)備。數(shù)字儲頻不但具有瞬時帶寬處理能力,而且存儲頻率精度高,不丟失相位信息信號,保真度好,可存儲任意時間長度,連續(xù)復(fù)制與原雷達(dá)信號完全一致的假目標(biāo),并可分時復(fù)用,對多目標(biāo)威脅有對抗的能力,而且具有跟蹤雷達(dá)信號拖引功能,能夠?qū)π盘栠M(jìn)行歷險分析等優(yōu)點,可用于有效地干擾采用多普勒技術(shù)和脈壓技術(shù)的雷達(dá)。
2.1 DRFM的干擾類型
DRFM可用于產(chǎn)生各種欺騙干擾信號和遮蓋干擾信號,如表l所示,其基本功能是用數(shù)字方法存儲接收的射頻信號,再適當(dāng)重構(gòu)和調(diào)制存儲的輸入信號波形。DRFM除了可在時間上延遲調(diào)制之外,還可以加一定的調(diào)制,若在輸出時加上一定的調(diào)制,則可實現(xiàn)速度、距離的欺騙信號或速度距離二維信號,還可通過添加目標(biāo)使濾波器產(chǎn)生假目標(biāo)的欺騙干擾,它將日趨成為對付多種新體制雷達(dá)的關(guān)鍵技術(shù)。
隨著數(shù)字儲頻技術(shù)在軍事儀器中的應(yīng)用和技術(shù)的不斷改進(jìn),器件的效率日益提高,數(shù)字儲頻結(jié)構(gòu)也發(fā)生了一系列變化,圖l為基本I-Q DRFM的原理框圖。
2.2 DRFM的工作原理
由于數(shù)字射頻存儲系統(tǒng)的輸入信號都是經(jīng)過下變頻到基帶信號后的中頻信號,恢復(fù)時再上變頻到信號頻率,所以對DRFM的研究是對數(shù)字中頻(DIFM)進(jìn)行。數(shù)據(jù)采集過程主要是由A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)存儲、D/A轉(zhuǎn)換這3部分組成?;驹頌椋孩俑鶕?jù)接收信號頻率,調(diào)諧本振,使雙路下變頻器的輸出位于基帶內(nèi),以便截獲雷達(dá)脈沖信號。②下變頻。一般由正交下變頻和本振組成,產(chǎn)生基帶同相信號,和正交信號Q。③基帶I、Q信號的數(shù)字化。用A/D轉(zhuǎn)換器實現(xiàn):SNR(dB)=6b+1.76 (1)④將數(shù)字化的I、Q信號存儲在雙端口存儲器中;⑤信號存儲后.便可對其進(jìn)行各種干擾的幅相調(diào)制,以實施欺騙干擾;⑥以某一時鐘周期(100 MHz)將存儲器中的I、Q信號讀出,重構(gòu)基帶信號。即對存儲的數(shù)字信號進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換;⑦重構(gòu)RF信號。對基I、Q信號上變頻,完成對原始信號的相干復(fù)制。因為對上下變頻時采用相同的本振,所以干擾信號在頻率上實現(xiàn)對雷達(dá)信號的瞄準(zhǔn);⑧通過控制器,實現(xiàn)DRFM的各種工作方式選擇,完成不同應(yīng)用要求。當(dāng)DRFM中的存儲器與計算機相連時,還可實現(xiàn)對存儲信號的特征分析,或用于產(chǎn)生所需的信號波形。下變頻電路結(jié)構(gòu)如圖2所示。
3 信號調(diào)制模塊在DRFM結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用
3.1 信號調(diào)制的原理
一個正弦載波,有幅度、頻率和相位3個參量,因此,既可把調(diào)制信號的信息加載到載波的線性變化(幅度變化)中,還可體現(xiàn)在載波的頻率和相位變化中。這種對高頻載波的頻率和相位的調(diào)制,分別稱為調(diào)頻和調(diào)相,其本質(zhì)已不再是原信號頻譜的線性搬移,而是頻譜的非線性變換,致使產(chǎn)生與頻譜搬移不同的新的頻率分量的調(diào)制過程。
(1)調(diào)頻 所謂頻率調(diào)制,是指瞬時頻率偏移隨調(diào)制信號m(t)而變化,即:
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