信息化战争条件下航空兵部队电子对抗指挥体系的构建

为打赢未来信息化战争,航空兵部队亟需构建一个稳定、高效、统一的电子对抗指挥体系。本文介绍了信息化战争对电子对抗指挥活动的要求,分析了当前航空兵部队电子对抗指挥体系存在的问题,并查找原因,提出了改进意见,最后提出了重新构建的航空兵电子对抗指挥体系模型。

基于Simulink的联合战术信息分发系统仿真

通过研究联合战术信息分发系统(JTIDS)采用的主要技术,利用Simulink仿真软件,实现了对信源的差错控制编码;以32位的循环码移位键控(CCSK)码字S0为基础建立扩频空间,完成软扩频;最后通过VCO模块实现了51个频点的随机跳变,完成了JTIDS数据链路的仿真,并在白噪声信道和干扰环境中分析了该系统的抗干扰性能,为下一步对其进行有效干扰奠定基础。

瞬时测频系统测LFM信号载频误差分析

线性调频(LFM)信号是当前雷达广泛应用的一种信号形式。传统的瞬时测频(IFM)系统无法分析LFM信号的内部频率情况,所以会影响对LFM信号的测频准确性。通过简要介绍IFM的基本原理,分析了多路鉴相器组合的IFM系统的解频率模糊方法。在此基础上建立IFM系统处理LFM信号的模型,分析了引起IFM系统对LFM信号测频误差的原因。通过对理论分析结果进行仿真验证,为工程实际中的瞬时测频技术提供了理论参考。

高脉冲密度雷达信号处理系统设计

随着雷达系统的不断升级,电磁空间当中的信号密度也在不断增加。为了不断适应电磁环境,满足对高脉冲密度雷达信号处理的要求,设计了一套基于TI TMS320C6678芯片和Xilinx的XC7VX485T芯片的多DSP+FPGA架构的信号处理系统。本系统的核心在于设计实现了较为合理的数据预处理流程,并通过具体的硬件电路实现。该信号处理板是一种符合VPX标准,可工作于机载、车载或其他恶劣条件下的特种设备,通过预处理设计,有效提高了系统的处理能力。

线性调频连续波雷达信号的参数估计

根据线性调频连续波(LFMCW)信号的周期特点,提出累积Wigner-Hough变换(CWHT)进行LFMCW信号的参数估计。首先分析了自相关函数的特点,通过搜索自相关函数的峰值,实现了信号调制周期的估计。然后根据调制周期将信号分段,进行CWHT。通过CWHT峰值和起始时间的搜索,最终估计出信号的调频斜率与起始频率。理论推导了CWHT的信噪比(SNR)公式,并分析了相关计算。该算法不仅减小了时频交叉项的影响,而且降低了计算的复杂度。同时由于进行了多个周期的非相干累积,提高了该算法的抗噪性能。仿真结果验证了本文算法在低SNR下具有较好的参数估计性能。

一种脉冲重复间隔复杂调制雷达信号分选方法

雷达辐射源分选是电子战系统的关键技术之一。为了解决传统的基于脉冲重复间隔(PRI)的分选方法不能有效分选PRI复杂调制雷达信号的问题,该文提出一种利用脉冲到达时间与雷达帧周期的对应关系构成的2维特征向量来提取脉冲序列中PRI的变化规律,进而实现PRI复杂调制雷达信号分选的新方法。该方法可以在脉冲丢失严重且存在噪声脉冲的情况下获得满意的分选结果,并利用模拟仿真验证了方法的有效性。

基于改进DDS算法的任意信号发生器设计

针对传统直接数字频率合成(DDS)算法存在的幅度量化误差、相位截断误差问题,提出了一种混合利用信号对称性+Sunderland构造对数据ROM进行压缩的方法 ,用来增大数据ROM的存储量,同时采用改进型相位抖动注入法抑制相位截断误差。硬件电路部分设计了幅频校正电路,对信号进行校正,保证了信号幅度的稳定输出。测试结果表明,信号发生器可以输出高速、稳定、低衰减、低杂散的任意波形,输出信号频率范围为1 MHz^30 MHz,幅度峰峰值为40 m V^6.7 V。

基于随机森林的雷达信号脉内调制识别

针对雷达信号脉内调制识别算法存在着准确率低的问题,提出一种新的雷达脉内调制类型自动识别方法,该方法首先提取雷达信号时频图像的形状特征和纹理特征构成融合特征,然后将融合特征输入随机森林分类器,实现信号的分类识别。仿真实验中对8种常见的不同调制类型的雷达信号进行识别,提出的算法在信噪比为-2 d B时识别准确率可以达到90%以上,验证了该方法的有效性。

基于网格聚类的复杂雷达信号分选

雷达辐射源分选是电子战系统的关键技术之一。为了解决传统基于五大参数方法不能有效分选高密度复杂雷达信号的问题,提出一种将表征信号脉内特征的相像系数作为分选参数投影到网格空间中以实现聚类的雷达信号分选新方法。新方法能够有效分选信号参数严重交叠的复杂雷达信号,在信噪比较低的情况下仍具有较高的分选准确率。模拟仿真验证了算法的有效性。

箔条弹干扰主动雷达多普勒导引头建模与仿真

投放箔条弹是飞机受到主动雷达制导导弹攻击时一种重要自卫手段,对于保护飞机免遭空空导弹攻击具有重要意义。基于干扰过程中主动雷达多普勒导引头信号处理的波形特性分析研究了这一问题。建立了箔条弹干扰主动雷达导引头模型并对模型特性进行了分析,研究了箔条弹打出后主动雷达导引头信号处理各个阶段的波形特性。最后从信号级的仿真角度通过对波形特性对比分析指出了箔条弹干扰主动雷达多普勒导引头的干扰效果。

AODV-FABL路由协议的优化及其军事应用

为提高数据分组传输的稳定性,对AODV-FABL(Ad-Hoc On-demand Distance Vector-Fast Adaptive Backup Local)协议进行优化,提出了AODV-OFABL(AODV-Optimize Fast Adaptive Backup Local)路由协议。该协议对HELLO消息格式内容进行修改,结合现今部队编制及作战实际,建立特种作战、野战及城市战模型,并利用NS3软件进行仿真,寻找不同作战模型的最佳匹配路由。实验结果表明,AODV-OFABL协议可提高分组投递率,均衡能量,降低节点死亡率,更适用于野战中,在网络拓扑的停留时间为60 s时,分组投递率达到97%,平均时延降到320 ms。

基于改进DFT相位差的正弦波频率估计

针对基于离散傅里叶变换(DFT)相位差的正弦波频率估计方法对频偏敏感的问题,提出了一种改进DFT相位差频率估计方法。首先推导了DFT相位差法频率估计的均方误差,然后提出了基于Rife插值的改进DFT相位差频率估计方法,较好地解决了正弦波频率估计对频偏敏感的问题。仿真实验结果表明,改进方法在各种频偏下均能取得较高的估计精度,估计性能接近克拉美罗限(CRLB)。

基于FPGA的数字基带多模雷达信号源设计

多模雷达信号源可用于电子侦察设备的性能测试和生成式欺骗干扰信号的产生。针对一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的多模雷达数字信号源系统设计进行了研究,并将关键的多模雷达信号产生模块封装为具有AXI总线结构的IP核,其灵活性高、重用性强,能够输出多种常规雷达信号和低截获概率(LPI)雷达信号。首先对DDS产生信号的原理进行了研究,然后根据雷达信号的调制方式设计了多模雷达信号源的顶层结构。在Xilinx Zynq-7xc7z010clg400上进行编程实现。测试结果表明,本设计占用资源少,且信号的最高输出速率可达500 MS/s。

基于改进离散差分进化算法的多故障最小碰集生成技术

最小碰集生成是确定多故障诊断策略的常用方法,提出运用基于混合策略的离散差分进化算法(DDE)求解多故障模糊组的最小碰集。结合最小碰集生成的特点对种群中个体进行了重定义;采用混合差分策略加上随机变化的缩放因子,平衡了算法寻优的全局性和收敛速度的矛盾;通过新增两个选择机制提高算法的及时性和种群的多样性。结合实例进行了仿真分析,验证了该算法相对于离散粒子群算法的有效性。

低信噪比下多相码信号检测与参数估计方法

针对低信噪比下多相码信号的检测与参数估计问题,提出了基于扩展Wigner-Hough变换(WHT)的多相码信号检测与参数估计方法.该方法依据多相码信号在Wigner-Ville分布(WVD)中表现为多条平行脊线的特点,通过改进WHT的核函数,累积了多相码信号WVD的多条脊线能量,在完成信号检测的同时,估计出多相码信号的调制参数.理论分析和仿真实验结果均表明,该方法能够在较低信噪比下完成多相码信号的检测和参数估计,且不受编码类型的影响.

用于正弦波频率估计的修正Kay算法

Kay算法能够估计出采样点较少的正弦波频率,但低信噪比下估计性能不佳。针对此问题,提出了修正Kay算法。首先基于最大似然估计准则,推导了观测信号模值与相位的条件概率密度函数,进而重建了Kay算法的相位差噪声矢量协方差矩阵与权值矩阵。实验结果表明,修正算法能够有效估计正弦波信号频率,与Kay算法相比,抗噪性更强。

基于差分进化算法的测试序贯优化技术

针对大型复杂系统的测试序贯设计问题,首次提出利用基于混合策略的差分进化算法(DE)进行测试序贯设计。通过LOV规则,将实数空间映射到表示测试序贯的离散空间;利用随机变异策略和小概率扰动操作,进一步加强了算法的探索能力和开发能力;局部动态搜索算子的引入,提高了算法的收敛速度。通过实例和其他常用算法进行了对比,验证了该算法的有效性。

PN码相位精确测量的累加最小二乘法

利用最小二乘(LS)法可以实现PN码相位的精确测量,但该方法对粗同步要求高,难以满足实际工程需求。给出了一种新的累加LS法的实现结构,在该结构下根据鉴相曲线的波形变化特征,利用累加后的离散鉴相曲线的最大值和最小值点作为特征基准点,取最值之间的数据进行LS线性拟合,实现粗同步于半个码元宽度以内的伪码相位精确测量。理论分析表明,该方法的鉴相特性呈线性特征,可以有效使用累加LS线性拟合方法。仿真结果表明,该方法相比于其他方法使用范围更广,测量精度更高。

改进多尺度Chirplet路径追踪算法在非线性调频信号估计中的应用

针对在低信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)下雷达非线性调频信号(Non-linear Frequency Modulation,NLFM)瞬时频率估计精度不足的问题,提出一种基于多尺度线调频小波路径追踪算法(Multi-scale Chirplet Path Pursuit,MCPP)的拟合方法估计信号的瞬时频率。首先,该方法将时频平面分成二进制动态时间支撑区并形成多尺度线调频(Chirp)原子函数库;然后在每一个时间支撑区选择一个投影系数最大的Chirp原子,按照连接原则进行最佳路径连接;最后按时间支撑区顺序提取每个Chirp原子的起始和终止频率,采用最小二乘法进行瞬时频率拟合。仿真表明该方法在低信噪比下可以提高信号瞬时频率估计的精度。

基于循环谱和小波变换的MFSK信号解调算法

针对多载频信号的解调算法存在计算量大,只适用于低阶信号的问题,提出了一种基于单切面循环谱和改进小波变换的联合算法。该算法将传统循环谱的二维搜索简化为一维搜索,并改进了小波尺度的选取,算法结合了传统循环谱法和小波变换法优点,能够在提高解调精度的同时降低计算量,且适用于高阶MFSK信号。仿真结果表明,该算法在性能上明显优于传统小波解调算法和循环谱算法,在较低信噪比下,仍能获得较高的准确率。