Photonic Generation of Frequency 16-Tupling Millimeter-Wave Signal without Optical Filter

A generalized optical filterless approach to achieve photonic generation of frequency 16-tupling millimeter-wave (mm-wave) signal based on two cascaded dual-parallel Mach-Zehnder modulators (DPMZMs) is presented. A theoretical analysis leading to the operating conditions to achieve frequency 16-tupling is developed. Different modulation indices (MIs) can be implemented to achieve the frequency multiplication by adjusting the delay of tunable optical delay line (TODL). It is confirmed by simulation that the proposed scheme is effective, and the radio frequency spurious suppression ratio (RFSSR) of the generated frequency 16-tupling signal can be as high as 40 dB when the sub-MZMs have extinction ratios of 30 dB. Influencing factors such as extinction ratio, DC bias drift, phase shift deviation and RF voltage deviation on the performance of optical sideband suppression ratio (OSSR) and RFSSR are also investigated.

基于稀疏恢复的调频引信抗扫频干扰方法

针对连续波调频引信在扫频式干扰作用下的早炸或者瞎火问题,提出基于时域干扰剔除及信号稀疏重构的抗干扰方法。通过时域异常值检测定位干扰位置和持续时间,并剔除异常数据抑制干扰对引信的影响;进一步地针对干扰剔除引起的信号时域稀疏,建立基于稀疏正则项的差频信号重构优化方程,并提出基于交替方向乘子法的迭代重构算法;通过仿真和实测数据验证方法的性能。研究结果表明:该方法能够在信噪比-15 dB,置零样本率不高于70%的情况下,抑制扫频干扰的影响,准确实现目标距离-速度信息的获取,提高了调频引信抗扫频干扰能力。

基于功率谱熵的无线电引信目标与干扰信号分类方法

无线电调频引信在战场环境容易受到干扰信号的干扰导致早炸,丧失打击能力。为提升无线电调频引信抗干扰能力,准确识别引信目标与干扰信号,提出一种基于功率谱熵特征的无线电调频引信目标与干扰信号分类识别方法。利用实测采集的无线电引信检波端输出信号,通过提取目标和干扰信号的功率谱指数熵和Renyi熵特征构成特征向量,作为K邻近(KNN)分类器的输入进行目标和干扰信号分类识别,并利用5-折交叉检验方法对其进行验证。结果表明:目标和干扰信号的功率指数熵和Renyi熵具有显著差异性,使用KNN分类器对其进行分类识别时,最高的识别准确率可达99.47%。

毫米波调频无线电引信干扰技术研究

针对毫米波调频引信的数字射频存储转发、正弦调幅扫频、噪声调幅和噪声调频,提出了干扰方法。采用滤波分离差频信号,并从差频信号中提取多普勒信号参数的方法,将毫米波调频引信信号的差频测距结果以及多普勒信号作为引信启动的联合判决条件。仿真结果表明,对该体制引信施加正弦调幅扫频干扰和间隔转发干扰的欺骗效果明显,覆盖接收机的大功率噪声信号均能有效压制回波信号。

脉冲多普勒引信抗有源噪声干扰性能研究

为提高脉冲多普勒引信抗有源噪声干扰性能,定量研究有源噪声干扰对其作用机理,以处理增益为表征参量,基于功率谱定量研究了脉冲多普勒引信的抗有源噪声干扰性能。理论推导了在射频噪声、噪声调幅和噪声调频干扰作用下脉冲多普勒引信从接收回波至相关检测这一过程的输入、输出信干比和处理增益,获得了影响脉冲多普勒引信抗有源噪声干扰能力的信号特征参数,并进行了仿真验证。定量分析与仿真结果表明:脉冲多普勒引信具有较强的抗有源噪声干扰能力,抗有源噪声干扰能力主要决定于脉冲占空比与多普勒滤波器带宽。

基于分数阶傅里叶变换的线性调频引信定距方法

针对调频(FM)引信,为了在较小的调制频偏内获得较高定距精度,提出了基于分数阶域瞬时初始频率估计和基于分数阶相关的两种定距方法。论述了两种方法的定距原理,分析了其距离分辨力与抗噪声性能,并进行了仿真验证。结果表明:较FM谐波定距方法,两种方法具有较高的距离分辨力,且受FM带宽影响较小;同时定距方法通过FM发射、接收信号与单载波混频方法,在分数阶域避免了FM率估计,降低了算法复杂度,具有工程可实现性;较初始频率估计方法,基于分数阶相关的FM定距方法抗噪声性能更好,适合于低信噪比环境下信号检测。

基于多普勒效应的伪码调相及其与PAM复合引信的抗噪声性能分析

该文研究基于多普勒效应的伪码调相及其与脉冲幅度调制(PAM)复合引信的抗噪声性能。首先介绍了其工作原理;然后,推导了其接收机的总调制制度增益,分析了多普勒频率、伪码周期和脉冲宽度对抗噪声性能的影响。结果表明伪码调相与PAM复合引信的抗噪声性能强于伪码调相引信,并且通过对脉冲宽度、伪码序列周期和工作频率的设计可以保证两种引信良好的抗噪声性能。

脉冲多普勒引信抗周期调制干扰性能研究

为了定量分析和表征脉冲多普勒(PD)引信的抗干扰性能,以处理增益为参量,研究了周期调制干扰信号对脉冲多普勒引信的作用效果,明确了脉冲多普勒引信抗干扰性能的影响因素。理论推导了典型周期调制干扰信号作用下,脉冲多普勒引信从接收回波到相关检测这一过程的处理增益,获得了脉冲多普勒引信抗干扰性能与影响因素之间的量化关系,既为脉冲多普勒引信抗干扰设计提供了理论依据,又为脉冲多普勒引信抗干扰性能评估提供了技术支撑。理论推导、仿真和实测结果表明:脉冲多普勒引信抗周期性调幅干扰性能弱于抗周期性调频干扰性能;抗周期调制干扰性能主要受距离门脉冲宽度、多普勒滤波器类型和带宽影响。

调频连续波激光引信回波特性仿真分析

调频连续波(FMCW)激光引信相比于脉冲激光引信具有较强的抗干扰能力,但仍会受到云雾的影响,主要表现为后向散射回波引起虚警,同时云雾粒子的散射和吸收作用导致激光能量衰减。为研究FMCW激光引信的回波特性,基于激光探测原理和Mie散射理论,建立激光引信探测的蒙特卡洛仿真模型;在激光引信和目标均处于云雾中的情况下,对激光引信的回波进行仿真,得到了不同能见度下的FMCW激光引信回波信号,分析了云雾能见度对FMCW激光引信回波信号的影响。该仿真方法可应用于FMCW激光引信抗云雾干扰方面的参数优化设计。

基于时序及相关检测的调频引信抗扫频干扰方法

针对调频引信抗扫频干扰能力差的问题,建立扫频干扰模型,分析扫频干扰下调频引信失效机理,提出了基于时序及相关检测的调频引信抗扫频干扰方法;综合利用弹目距离信息、双通道时序信息及时间间隔信息作为调频引信输出起爆控制信号的判决条件;仿真验证了算法的可行性,并进行了硬件实现。仿真及实测结果表明,与现有调频引信相比,基于时序及相关检测的调频引信抗扫频干扰方法,有效地提高了调频引信抗扫频干扰能力及引信定距精度,算法复杂度和实时性满足引信要求。

噪声调频干扰下伪码调相引信启动概率分析

该文通过建立伪码调相引信启动概率分析模型,从理论上推导出在噪声调频干扰下伪码调相引信的启动概率,仿真分析了压制性噪声调频干扰对伪码调相引信启动概率的影响。仿真结果表明,增加伪码序列的码长和接收机带宽,减小码元宽度,能够提高伪码调相引信启动概率;增加到达引信接收机的干信比,减小干扰信号带宽和干扰载频瞄准误差,能够降低其启动概率;当多普勒频率小于5 kHz时,它对启动概率的影响很小;随着多普勒频率的增加,它对启动概率的影响变大。该文研究可为引信抗干扰性能评估提供一种方法。

调频引信谐波时序检测抗干扰方法及实现

针对调频(FM)引信抗干扰能力差的问题,提出了调频引信谐波时序检测抗干扰方法,利用弹目交会过程中谐波时序特征,提高了调频引信抗调幅(AM)、调频和扫频干扰能力;设计了基于快速傅里叶变换(FFT)的调频引信谐波提取方案,通过对差频信号进行FFT获得谐波幅值,与现有谐波定距调频引信通过带通滤波器(BPF)获得谐波幅值相比,在保证同等定距精度的前提下,可以灵活选取谐波次数和谐波通道,利用谐波时序性提高调频引信抗干扰能力,同时易于实现炸高分挡。仿真及实测结果验证了本文方案的可行性,调频引信抗干扰成功率由16.7%提高到90%以上。

超宽带引信抗干扰性能分析与仿真

超宽带引信具有良好的抗干扰性能。为了定量分析超宽带引信的抗干扰性能,基于相关检测方法,分别对跳时调制信号、等间隔信号在不同干扰信号下进行分析和仿真,得出在不同干扰信号下的仿真输出。通过对两种不同发射信号的抗干扰性能的对比,证明跳时调制信号的抗干扰性能优于等间隔信号,经过跳时调制的超宽带信号能够有效提高引信的作战效能。

伪码体制引信的抗噪声调频干扰性能分析

在介绍伪码体制引信的工作原理和噪声调频干扰原理的基础上,详细推导了伪码调相引信和伪码调相与PAM复合引信在噪声调频干扰环境下的总信干比增益,并仿真实现了伪码体制引信的工作过程,得出的仿真总信干比增益与理论的推导值接近.理论和仿真结果及输出的相关值证明,一般而言,伪码体制引信具有较强的抗噪声调频干扰能力。

基于周期模糊函数的伪码调相与正弦调频复合引信信号参数提取技术

伪码调相与正弦调频(PRCPM-SFM)复合引信信号参数提取是实施引信欺骗性干扰的前提。针对噪声背景下的PRCPM-SFM复合引信信号,通过分析PRCPM-SFM复合引信信号的周期模糊函数,研究了利用周期模糊函数抑制噪声的机理,根据引信信号周期模糊函数的特点,设计了在模糊函数变换域的参数提取算法。仿真分析表明,该方法能有效提取出引信信号特征参数,具有较好的噪声抑制能力。

高功率微波对线性调频无线电引信的作用效应

高功率微波对导弹无线电引信的干扰是一个具有重要军事意义的课题。通过计算机仿真能提供机理研究所需要的各个环节的参数,是电磁场效应研究的一种重要手段。以Ansoft软件为仿真平台,对高功率微波干扰线性调频导弹无线电引信的效应仿真表明:在高功率电磁脉冲作用下,进入执行级的电压很低,无法达到启动电压的幅度。仿真得到的天线参数与引信实际天线参数相符,表明仿真结果真实可靠。

伪码调相引信压制性干扰效果仿真

研究压制性噪声调频干扰对伪码调相引信的干扰效果.建立了接收机干扰效果仿真模型,分析了压制性噪声调频干扰对伪码调相引信干扰的机理,提出了基于相关器输出值过门限概率大小的压制性干扰效果评估方法,仿真分析了影响干扰效果的几个主要因素.仿真结果表明,采用窄带瞄准式干扰,增加接收机输入干信比,减小干扰带宽,提高载频瞄准度,可以增强干扰效果.

基于模糊函数切割法的线性调频连续波引信抗干扰性能测度

在分析有源干扰机理和模糊函数理论的基础上,提出用模糊函数切割法测度线性调频连续波无线电引信的抗干扰性能。即根据引信的工作原理及其接收机的信号处理方法切割一定高度下的模糊图,计算截面面积来测度无线电引信的抗干扰性能,面积越小说明其抗干扰性能越强。通过对调频引信模糊函数切割图面积随其特征参数变化规律的研究,得出:相同的调制带宽下锯齿调频连续波引信的抗干扰性能强于对称三角调频连续波引信的抗干扰性能,且随着调制带宽增大,两者的抗干扰性能差距缩小;调制周期对两者的抗干扰性能影响较小。计算实例表明该方法客观、合理,且具有可计算性,可应用于工程实践。

对称三角调频脉冲压缩信号模糊函数

模糊函数是分析引信信号并进行波形设计的重要工具。利用模糊函数的定义,推导出对称三角波线性调频脉冲压缩(STFMPC)信号的模糊函数及其距离、速度自相关函数。通过计算机仿真,结果表明该信号是多普勒敏感信号,其模糊函数为在原点的1个尖峰和4个以尖峰为公共轴的有一定厚度的对称直角三角板。通过与锯齿调频脉冲压缩(SFMPC)信号-3 dB模糊度图的比较,得出对称三角波线性调频脉冲压缩信号比锯齿调频脉冲压缩信号具有更强的抗干扰能力和更高的分辨力,且可以消除多目标环境中运动目标的距离速度耦合现象。

超宽带对典型调频引信安全性的影响

针对实际应用中某型调频引信意外发火的问题,构建了引信超宽带(ultra-wide band,UWB)辐照效应试验系统,开展了辐照效应试验,分析了UWB对该型引信安全性能的影响,并确定了引信的失效机理。理论分析和试验结果表明:UWB会造成受试引信意外发火;重复频率越高,UWB对受试引信的干扰能力越强。同为100 k V/m的辐照场强,单次、10 Hz重频、20 Hz重频和50 Hz重频触发条件下引信发火率分别约为20%、30%、50%、80%。受试引信失效机理为:UWB辐射能量直接作用在引信天线和圆柱屏蔽腔体上,引起公共地电位波动,瞬变电压通过公共地电位传导至执行电路电源端,电源端瞬变电压上升率超过了晶闸管临界电压上升率,导致晶闸管意外导通,从而使引信发火。