電子戰(zhàn)中高效數(shù)字信道化IFM接收機(jī)的研究

理想的電子戰(zhàn)(EW)接收機(jī)除了應(yīng)具有寬輸入帶寬、高頻率分辨率、大動(dòng)態(tài)范圍、多信號(hào)并行處理能力外，還必須能對(duì)接收到的大量信息進(jìn)行實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)處理[1]。信道化接收機(jī)就是可以實(shí)現(xiàn)以上大多數(shù)特征的一種接收機(jī)，由于它能夠處理同時(shí)到達(dá)的多個(gè)信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)視頻帶內(nèi)信號(hào)的全概率截獲，常運(yùn)用于寬帶偵察接收中。近幾年，隨著VLSI和DSP技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信道化技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。數(shù)字信道化接收機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)備體積小，信道均衡性好，缺點(diǎn)在于頻率分辨率不高，尤其是當(dāng)總的頻率覆蓋范圍很寬時(shí)[2]。另一方面，瞬時(shí)測(cè)頻(IFM)接收機(jī)具有較高的頻率分辨率，但它不具有多信號(hào)并行處理能力而不適應(yīng)現(xiàn)代EW中信號(hào)密集的環(huán)境。本文將結(jié)合兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，提出一種數(shù)字信道化IFM接收機(jī)的高效實(shí)現(xiàn)方案。

1 數(shù)字信道化接收機(jī)高效結(jié)構(gòu)

1.1 濾波器組數(shù)字信道化接收機(jī)結(jié)構(gòu)

數(shù)字信道化是將寬帶數(shù)字信號(hào)送入一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)中完成頻域均勻信道化和抽取操作，最終輸出若干個(gè)低速率的子頻帶信號(hào)。該網(wǎng)絡(luò)的功能可等效為一個(gè)帶抽取器的均勻數(shù)字濾波器組。設(shè)濾波器個(gè)數(shù)(即信道個(gè)數(shù))K與抽取倍數(shù)D滿足K = FD (F為正整數(shù))的關(guān)系，濾波器組信道化接收機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中

1.2 基于DFT多相濾波組的信道化接收機(jī)高效結(jié)構(gòu)

濾波器組數(shù)字信道化接收機(jī)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)效率非常低，所以需要尋找一種高效的實(shí)現(xiàn)方法。文獻(xiàn)[2～4]中只推導(dǎo)了臨界抽樣條件( F =1，K = D )下信道偶型排列時(shí)的信道化接收機(jī)高效結(jié)構(gòu)，本文給出一種具有普遍性的方法來推導(dǎo)基于DFT多相濾波組的信道化高效結(jié)構(gòu)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是：只要相鄰信道間隔為2π / K ，無論是否滿足臨界抽樣條件，也無論信道采用怎樣形式進(jìn)行堆積排列，都可以方便地得到數(shù)字信道化接收機(jī)的高效結(jié)構(gòu)。下面介紹具體推導(dǎo)過程。

2 高效的數(shù)字信道化IFM接收機(jī)

2.1 一種無盲區(qū)的數(shù)字信道化IFM接收機(jī)方案

將數(shù)字瞬時(shí)測(cè)頻(DIFM)技術(shù)應(yīng)用到數(shù)字信道化接收機(jī)高效結(jié)構(gòu)中，提出一種能分辨落入同一信道的兩個(gè)同時(shí)到達(dá)信號(hào)的無盲區(qū)數(shù)字信道化IFM接收機(jī)方案，如圖4所示。

號(hào)的頻率；若兩信號(hào)的幅度相當(dāng)，DIFM k 輸出會(huì)產(chǎn)生誤差。但是通過上述參數(shù)編碼器，兩信號(hào)準(zhǔn)確的瞬時(shí)頻率值仍可以在相鄰的信道k -1和k +1中分別檢測(cè)到。

2.2 計(jì)算機(jī)仿真

對(duì)圖4中的結(jié)構(gòu)進(jìn)行MATLAB仿真。設(shè)D = 5，K =10；原型低通FIR濾波器的通帶截止頻率為π /10，阻帶起始頻率為π / 5，階數(shù)為80階；兩個(gè)同時(shí)輸入且等幅的實(shí)單頻信號(hào) X1(n) 、X2(n) ，頻率分別為32 MHz和38 MHz，輸入采樣速率為100 MHz，樣本點(diǎn)數(shù)為500，輸入信噪比SNR∈[10 dB,30 dB]，隨機(jī)實(shí)驗(yàn)100次，仿真結(jié)果如圖6所示。

從上述仿真結(jié)果表明：落入同一信道的2個(gè)同時(shí)到達(dá)信號(hào)可以被上述數(shù)字信道化IFM接收機(jī)分辨出，本方案可行。

3 結(jié) 論

本文提出的一種數(shù)字信道化IFM接收機(jī)方案結(jié)合了數(shù)字信道化接收機(jī)高效結(jié)構(gòu)和相位差分瞬時(shí)測(cè)頻方法，從而降低了系統(tǒng)復(fù)雜度，提高了實(shí)時(shí)處理能力，仿真結(jié)果表明該方案具有較好的信號(hào)檢測(cè)能力。用現(xiàn)代技術(shù)來實(shí)現(xiàn)寬帶數(shù)字化EW接收機(jī)的唯一實(shí)用方法是通過信道化技術(shù)，數(shù)字信道化IFM接收機(jī)是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ膶拵刹旖邮諜C(jī)。