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一种习惯杂乱电磁环境的重频盯梢办法

摘要:针对现代电子战日益复杂的电磁环境以及不断涌现的新体制雷达,本文采用脉冲预测的方法对指定的雷达信号进行重频跟踪。由于脉冲预测的特征规律与目标雷达重复周期精确一致,重频跟踪器解决了如何在复杂电磁环境

摘要:针对现代电子战日益杂乱的电磁环境以及不断涌现的新体系雷达,本文选用脉冲猜测的办法对指定的雷达信号进行重频盯梢。因为脉冲猜测的特征规则与方针雷达重复周期准确共同,重频盯梢器处理了如安在杂乱电磁环境下进行实时信号盯梢的问题,而且可以习惯多种不同体系的雷达信号。

要害词:脉冲猜测;杂乱电磁环境;新体系雷达;重频盯梢器

跟着雷达向集群和组网化的趋势开展,现代电子战的电磁环境日益杂乱。现在的兵器渠道遭到各方要挟的来历越来越多,或许会一起遭到查找雷达、盯梢雷达、炮瞄雷达乃至精细制导导弹的多重要挟,电子对立辐射源的数目急剧添加,使得雷达对立信号反常密布。一起新体系雷达的不断涌现.其抗搅扰才能也在不断地开展和完善。一切这些都对电子战的信号实时分选与盯梢技能提出了严峻的检测。这要求搅扰设备可以在密布、杂乱的信号环境中,在一连串稠浊在一起的脉冲流中分离出来自同一发射源的脉冲信号序列,一起针对不同的方针承认相对应的搅扰手法并施行搅扰,以明显增强自身或许其他受维护的电子配备的战场生存才能。

跟着微电子技能的开展,单片微机技能、DSP技能(数字信号处理)及FPGA技能都现已运用于实时盯梢体系中,使得实时盯梢技能向前开展了一大步。许多搅扰设备也都选用了实时重频盯梢的技能,而且在一般的电子环境条件下,可以有用盯梢雷达信号。现在重频盯梢技能的研讨,首要会集在怎么习惯杂乱多变的电磁环境,以及如安在此环境下对日益先进的杂乱体系雷达信号进行实时有用的重频盯梢。

1 技能方案规划

因为需求在密布杂乱的信号环境下完成对杂乱体系雷达的重频盯梢,因而在总结已有的重频盯梢技能的基础上,本文选用脉冲猜测的办法来对指定的雷达信号进行重频盯梢。

现选用的技能规划方案如图1所示。首要,信号分选软件将得到信号的重频周期(PRI)改动规则参数预置给重频盯梢器,当密布杂乱的雷达信号抵达后,进入开端脉冲树立电路,在开端脉冲树立电路的相关算法下,快速承认正确的开端脉冲今后,依据盯梢PRI的改动规则,选用脉冲猜测的办法。在猜测下一脉冲到来时给出有用的波门窗口规模;在有用波门窗口规模内进行重频特征的相关处理,查找正确的盯梢脉冲,得到正确脉冲后进行波门展宽并给出盯梢有用标志;再依据雷达的重频周期规则调整下一个PRI计数周期,持续进行盯梢,终究得到安稳牢靠的重频盯梢波门信号。当盯梢呈现丢掉时,依据判别盯梢丢掉的规范及时给出盯梢失效标志,并告诉上一级决议计划体系进行相应的处理。

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2 开端脉冲树立电路的规划

开端脉冲树立电路从输入的高密度组合脉冲列中选取任一脉冲作为基准,发动一个PRI计数,PRI值由信号分选软件预置为需求盯梢信号的PRI值。当一个正常的PRI计数快结束时,波门发生电路输出一个具有必定容差规模的波门窗口。假如在有用波门窗口内有脉冲抵达,则标明开端脉冲树立成功,持续进行下一个 PRI计数;假如在有用波门窗口内没有脉冲抵达,则标明开端脉冲树立失利,从头进行开端脉冲的树立。

在密布杂乱的信号环境下,因为输入的脉冲许多,依据概率论中的假设检验理论,假如依照盯梢脉冲的重复周期特征得到第一个脉冲时,此脉冲不必定便是咱们需求盯梢的脉冲信号,而只需在接连正确得到必定数量的脉冲后,才能以必定的相信水平承认该脉冲正确存在。因而咱们可以规定在接连正确得到必定数量的脉冲信号后才答应对外输出盯梢波门。

开端脉冲树立电路在实践运用中的最大难题便是很难在信号密布的环境下承认开端脉冲。因为它对输入的脉冲列进行随机采样,因而在输入脉冲许多的状况下,特别是在高重频脉冲中抵挡某个低重频的雷达信号时,得到开端脉冲的时机很小,或许需求花费很长时刻,底子不适用于实时盯梢体系。这样怎么进步开端脉冲树立的概率成了运用此办法的要害。

为了处理这个扎手的问题,咱们的办法是将上面说到的整个开端脉冲树立电路独自作为一个模块,并行运用若干个相同的模块,轮番进行触发。在每一个输入脉冲到来时,自动挑选下一个模块来进行树立,这时终究得到的开端脉冲便是各个模块的“或”。假如某一路模块失利,则从头轮番并行进行树立,只需其间一路模块树立有用,就会输出盯梢有用标志,并自动中止其他一切模块的树立。规划框图如图2所示。

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因为此电路的输出为各个模块输出的“或”,因而终究得到开端脉冲的概率应该为n个子模块的n倍。而且各个模块并行运用,不会添加整个开端脉冲树立电路的树立时刻。假如选用大规模FPGA进行规划,可以依据硬件的资源尽量加大模块的个数,这样就能大大进步开端脉冲树立的概率,即便在密布杂乱的信号环境中也能快速得到需求盯梢信号的开端脉冲。

3 波门发生电路的规划

波门发生电路的意图是在需求盯梢信号脉冲呈现的方位给出一个盯梢波门,用于后级的搅扰技能发生器。在盯梢信号的开端脉冲成功树立后,依据信号分选得到的重频周期进行脉冲周期猜测,发动重频PRI计数,每次PRI计数快结束时,发生一个有用波门窗口,在有用波门窗口内找到正确的盯梢脉冲,一起发生盯梢波门。

波门窗口的容差规模应当以确保正确脉冲可以进入波门的前提下,脉冲数量最少为依据准则,依据信号分选得到的重复周期的相信精度来承认。假如信号分选得到的重复周期精度很高,波门窗口容差可以设得较小,相反,假如信号分选得到的重复周期精度不高,则波门窗口容差可以恰当设大,以确保正确的脉冲可以进入波门窗口。

PRI计数调整电路用于决议当时应该输入的是哪一个PRI值。每次正确脉冲到来的时分,PRI计数调整电路将这个PRI值打入PRI计数器,并答应它开端计数。当盯梢脉冲为惯例PRI脉冲时,每次PRI计数值共同;当盯梢脉冲为参差PRI或组变PRI脉冲时,每次PRI计数值应当依照参差PRI或组变 PRI脉冲的每一个小周期值顺次进行计数,每个小周期的前后次序应当与参差PRI或组变PRI脉冲保持共同;当盯梢脉冲为颤动PRI脉冲时,每次依照颤动 PRI的基准值进行计数,然后依据PRI的颤动规模将有用波门窗口的容差值扩大,答应最大颤动规模内的脉冲都可以进入到波门窗口。

4 波门内有用脉冲的处理办法

在实时盯梢的过程中,假如信号环境比较密布杂乱的状况下,有用波门窗口的容差规模内往往不必定只存在需求盯梢的正确脉冲。虽然咱们可以将波门窗口的容差尽量放窄,但仍是有或许进来过错的脉冲。

当有用波门窗口内呈现两个脉冲时,一般状况下重频盯梢器总是把第一个脉冲作为正确的脉冲而发动下一个盯梢周期,而实践状况中往往或许第二个脉冲才是正确的脉冲。

因为虚伪过错脉冲的呈现是随机的,这种虚伪脉冲将会使波门和谐电路带来累积差错,将下一个盯梢的发动时刻提早,终究使得重频盯梢器彻底违背正确的盯梢方针,然后形成盯梢丢掉。

为了消除由虚伪过错脉冲引起的盯梢丢掉,咱们可以对有用波门窗口内呈现脉冲的状况进行剖析处理。假如有用波门内只需1个脉冲信号呈现,一般状况下为正确脉冲的或许性非常大,下一个PRI计数就以此信号呈现的时刻为基准开端进行;假如有用波门内不止1个脉冲信号呈现,则选用变波门盯梢技能,即对下一次盯梢的发动时刻进行改善,使每

一次盯梢发动由最挨近有用波门窗口中心的脉冲进行触发,虽然该脉冲不必定便是正确的脉冲,但它为正确脉冲的概率仍是最大,而且这样不会因为虚伪过错脉冲呈现的随机性而引起累积差错。改善后的变波门时序如图3所示。

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有用波门窗口的调整办法如下:倘若有用波门窗口的初始宽度为T,当在时刻TP时呈现脉冲,假如TP

脉冲,TS>TP,则持续改动有用波门窗口的宽度为T2=T-2×TS;不然,没有脉冲呈现就中止有用波门窗口的改动,以最终一个脉冲发生盯梢波门,并发动下一个盯梢周期的PRI计

数,一起有用波门窗口的宽度康复初始宽度。

变波门盯梢技能的改善都是依据正确脉冲一般应该呈现在有用波门窗口中心的前提下。因为需求盯梢脉冲的重复周期参数是信号分选软件预置,因而在确保信号分选得到的

重复周期精度的状况下,关于惯例PRI、参差PRI和组变PRI信号,重复周期的特征规则已知,应当契合正确脉冲一般应该呈现在有用波门窗口中心的规则。但关于颤动PRI信号,因为自身正确脉冲呈现的时刻具有随机性,因而咱们依然选用进入有用波门窗口的第一个脉冲为盯梢波门输出,而关于下一个盯梢周期的 PRI计数以颤动PRI的基值为准。

经过变波门盯梢技能的处理.重频盯梢器对大部分体系的雷达信号具有了自习惯去除部分虚伪过错脉冲的才能,而且最大极限避免了因为累积差错形成的盯梢丢掉的现象,有用进步了盯梢的安稳性。

5 波门控制电路的规划

波门控制电路便是在盯梢成功时给出盯梢有用标志,在盯梢丢掉时给出盯梢失效标志,并将该标志回传上级决议计划体系。

波门控制电路应当在开端脉冲树立电路成功时给出波门盯梢有用标志,标明现已有用盯梢。而当盯梢呈现丢掉时,为进步体系抗搅扰才能,波门控制电路不能在丢掉一个脉冲就立刻给出盯梢失效标志。因为发生脉冲丢掉的原因有许多,也很杂乱,信号的丢掉是体系常见的现象。一个好的盯梢器必须在信号丢掉几个信号脉冲的状况下,可以保持对信号的盯梢。波门控制电路只需在接连丢掉的脉冲个数超越必定的门限值时,才会给出盯梢丢掉标志,而这个门限值可以依据信号环境的杂乱程度由上级决议计划体系进行可变设置。

关于现已树立盯梢的雷达,重频盯梢器一旦给出盯梢丢掉标志,由上级决议计划体系进行判别雷达信号是暂时消失仍是雷达改动了作业形式。判别方法首要依据所记载的前史参数与信号处理实时分选成果进行比照,假如在记载的参数中,没有呈现新的参数改动,则以为信号是真的消失了,重频盯梢器对其进行回忆盯梢,依据需求盯梢雷达重复周期的规则,在实在脉冲或许抵达的方位进行补波门处理,使用弥补的波门送到后级的搅扰技能发生器进行搅扰。假如呈现了新的参数,则以为雷达改动了作业形式,决议计划体系将新的参数预置给重频盯梢器,从头对方针进行盯梢。

6 定论

因为选用与方针雷达重复周期相同的特征规则进行脉冲猜测,而且依据颤动PRI雷达的重频颤动规模调整有用波门窗口,因而,依据脉冲猜测技能规划的重频盯梢器可以习惯惯例、参差、颤动以及组变等不同体系的雷达信号。一起因为重频盯梢器对每一部方针雷达独自进行脉冲猜测,只需挑选合理的硬件资源,就能完成对多部雷达信号的盯梢。假如一起存在多部参数挨近的雷达信号时,经过脉冲猜测的相关规划,或许会有所影响重频盯梢的实时截获时刻,但能大大进步重频盯梢的概率。

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