通帶匹配數(shù)字偵察接收技術(shù)研究.pdf

1、寬帶數(shù)字接收機(jī)已成為電子戰(zhàn)偵察系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)，其特征是利用靠近射頻前端的高速ADC來(lái)實(shí)現(xiàn)寬開監(jiān)視，利用數(shù)據(jù)率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)來(lái)降低后繼數(shù)據(jù)率，實(shí)現(xiàn)無(wú)失真接收，后端利用DSP對(duì)所截獲的低速率信號(hào)進(jìn)行高精度信號(hào)特征提取。前端高速ADC與后端相對(duì)低速DSP之間的速率不匹配問題是寬帶數(shù)字接收機(jī)面臨的最大挑戰(zhàn)。電子偵察中所面對(duì)的是參數(shù)完全未知的非合作信號(hào)，缺乏先驗(yàn)信息。由于匹配信號(hào)帶寬的基帶信號(hào)速率是在無(wú)失真條件下的最低數(shù)據(jù)率，因此，如何最大程度的降

2、低數(shù)據(jù)率，緩解后繼處理壓力，實(shí)現(xiàn)對(duì)未知信號(hào)的無(wú)失真通帶匹配接收已經(jīng)成為目前數(shù)字偵察接收機(jī)的系統(tǒng)性關(guān)鍵技術(shù)和難點(diǎn)。本文圍繞通帶匹配數(shù)字偵察接收的理論基礎(chǔ)、方案設(shè)計(jì)和系統(tǒng)架構(gòu)，以及其中的關(guān)鍵技術(shù)和難點(diǎn)等問題展開深入研究，主要工作和貢獻(xiàn)有： 1、研究了電子戰(zhàn)環(huán)境下通帶匹配數(shù)字偵察接收的理論基礎(chǔ)、體系架構(gòu)和實(shí)現(xiàn)方案，提出了帶通采樣方案、數(shù)字下變頻方案、數(shù)字信道化方案、引導(dǎo)式頻譜融合方案、大時(shí)寬調(diào)頻信號(hào)的頻譜分時(shí)接收方案和頻譜壓縮方案等六

3、種通帶匹配接收的基本方案，分析優(yōu)缺點(diǎn)，并指出了其中的關(guān)鍵技術(shù)和難點(diǎn)。研究了通帶匹配接收中的快速頻率估計(jì)技術(shù)和帶寬參數(shù)估計(jì)技術(shù)，同時(shí)給出易于工程實(shí)現(xiàn)的相關(guān)快速算法。 2、研究了基于帶通采樣的通帶匹配數(shù)字接收方法。提出了可變速率直接ADC帶通采樣和可變速率直接帶通抽取兩種通帶匹配接收結(jié)構(gòu)，分別研究了系統(tǒng)性能惡化的解決方案，并分析了在硬件實(shí)現(xiàn)中所面臨的困難，指出后者具有較強(qiáng)的工程可實(shí)現(xiàn)性。 3、研究了基于數(shù)字下變頻高效結(jié)構(gòu)的通

4、帶匹配數(shù)字接收方法。提出了基于多級(jí)抽取比的可變帶寬高效數(shù)字下變頻方法，提出了基于有理數(shù)倍抽取比的高效帶寬精匹配接收方法。這些方法以多相濾波結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，有著較好的運(yùn)算效率和工程可實(shí)現(xiàn)性。最后討論了處理多個(gè)同時(shí)到達(dá)信號(hào)的通帶匹配接收方案，并針對(duì)硬件實(shí)現(xiàn)中存在的問題提出了相應(yīng)的解決方法。 4、研究了基于可變帶寬濾波器的通帶匹配數(shù)字接收方法。提出了基于加權(quán)Minimax準(zhǔn)則的可變帶寬濾波器線性規(guī)劃設(shè)計(jì)方法，提出了可變帶寬FIR數(shù)字濾波器

5、的高效WLS設(shè)計(jì)方法，提出了基于擴(kuò)展傅里葉變換的可變帶寬濾波器設(shè)計(jì)方法，以及基于EFT濾波器的通帶匹配接收高效結(jié)構(gòu)。應(yīng)用這些可變帶寬濾波器的優(yōu)點(diǎn)在于只有一個(gè)直接決定帶寬的可調(diào)譜參數(shù)，更新機(jī)制簡(jiǎn)單。最后討論了基于可變帶寬濾波器的多信號(hào)通帶匹配接收方案。 5、研究了基于頻譜壓縮的通帶匹配數(shù)字接收方法。研究了頻譜壓縮與重構(gòu)的基本原理，分析了Laguerre變換的頻率卷繞特性，及其對(duì)LFM信號(hào)的頻譜壓縮特性，提出了基于Laguerre變