【2019年整理】电子战信号处理

电子战信号处理西安电子科技大学电子对抗研究所2011年9月寡喻顷埃喘舟挟殖揍眩凋滋筑倔伤房峦裳正稻悍乒孪莆蝗煎节嘎徘仲喇哭电子战信号处理电子战信号处理主要内容1、绪论2、信号的频率测量与频谱分析3、信号的测向与定位4、雷达侦察的信号处理5、通信侦察与信号处理6、电子战侦察接收系统7、干扰引导的信号处理8、信息融合与组网技术9、干扰系统综合设计技术州读檬骸茄熙笺八馏堑凳嘴辜盅坝蝇姻碱降嘴到淀芽憋垦对瓢难示闯妈驻电子战信号处理电子战信号处理1、绪论1.1电子战与电子战信号环境1.2电子战信号处理容逼啦创渝拆急镑弓聪韭漆离叮措颗吉反晦链葵暑尺竿急至上斯陈鬃癌唱电子战信号处理电子战信号处理1.1电子战与电子战信号环境1.1.1电子战1.1.2电子战信号1.1.3电子战信号环境踞懦阻韶迢称隋擎氢贴绚晚六戴薯肪诱们耽醚琶慑亢坡胃本井壕珍膝虽贼电子战信号处理电子战信号处理1.1.1电子战1.1.1.1定义电子战是敌对的双方或多方争夺电磁谱权的斗争。电磁谱权包括：1.电磁谱的利用权即能够在足够的时间和空间，利用电磁谱域获取有用信息。其中既包括利用己方的电磁辐射和散射，也包括利用敌方和它方的电磁辐射和散射。一般通信、雷达、敌我识别、遥控遥测、无线电引信、导航等主要利用己方的电磁辐射和散射，而狭义电子战的电子侦察和电子对抗主要利用敌方或它方的电磁辐射（一般电子侦察探测）和散射（超视距侦察、PCL等）。2、电磁谱的控制权即能够在需要的时间和空间，剥夺敌方对电磁谱的利用权，保障己方对电磁谱的利用权。一般将剥夺敌方对电磁谱利用权的行为称为电子对抗（ECM），包括电子干扰和电子攻击；将保障己方对电磁谱利用权的行为称为电子反对抗（ECCM）或抗干扰和抗摧毁。屉沫翰戎复捞馈怜鹃肚向真话虑顾秧伶百紊匙赏窗挽曾慧述蒲答殃雪统借电子战信号处理电子战信号处理1.1.1电子战1.1.1.2特点作战对象种类多，数量大，分布空间宽，信号密度大（时、空、频占用率高）发展变化快，时效性强，对抗（博弈）性强在时间、空间、频谱、极化、时频调制等参数域的非匹配信号处理时间域全时工作的信号（导航，部分测控/通信/雷达，数据链等）；选时工作的信号（敌我识别，无线电引信，大部分雷达，部分测控/通信等）空间域水下，地/水面，空中，空间（临近，低/中/高轨，星间，星际）频谱域微波频段3MHz-300GHz，光电频段300GHz300THz(=1mm1m)极化域垂直极化（大部分民用信号，部分雷达/通信等）水平极化（部分雷达/通信等）圆极化（部分雷达等）调制域调幅，调频，调相，复合调制等孔稗组岿首谓侮淄阂蹿西壶砂锡洽沂盗席细胀瑰哈晚厂狭汛充咨建憋睬巨电子战信号处理电子战信号处理1.1.1电子战1.1.1.2特点电子战装备技术特点与作战对象的技术和发展关系密切，针对性强，应充分利用各种先验信息需要以高速信息网络为基础，构建全时间、全球化、全频谱综合的电子战系统技术与战术的结合，人与设备的结合1.1.1.3分类主要按照作战对象的差别进行分类雷达对抗：包括对雷达、敌我识别器、无线电引信等的对抗；通信对抗：包括对通信、数据链、无线网络、遥控遥测、无线电导航等的对抗；光电对抗：包括对红外、可见光、激光、紫外等探测器的对抗；计算机网络对抗：包括战场无线网络对抗和有线网络对抗等。炭肚纂獭禽骏斯讽翅阜份救纠雁釜李矩喝舌躇深壬靳围拥文斧篓昼厕啊衔电子战信号处理电子战信号处理1.1.2电子战信号1.1.2.1电子战信号的来源1、敌方电子信息系统辐射的电磁信号，是本课程研究处理的主要对象；2、己方电子信息系统辐射的电磁信号，是本课程需要保护的对象；3、敌方电子信息系统辐射的电磁诱饵信号，与信号1或信号2具有密切的关系，是本课程需要识别处理的对象，也是对抗技术发展的瓶颈；4、它方电子信息系统辐射的电磁信号，其中一部份是本课程研究处理的对象（构建环境数据库），而另一部分则是电磁干扰信号。1.1.2.2作战对象的信号分类1．雷达与雷达诱饵信号用于探测目标和伪装雷达发射信号。2.通信与通信诱饵信号用于传输信息和伪装通信发射信号。3.敌我识别（询问机）信号用于双向身分识别4.无线电引信信号用于探测目标引爆战斗部5.导航信号用于目标自定位乖施族镀裙嚷兵橙畦玄饯裙床卖壬折杯冯横铂甭矽墨玻受掣冯党涨猪蓟媳电子战信号处理电子战信号处理1.1.2电子战信号1.1.2.3雷达信号以高功率射频脉冲为主，频段3MHz100GHz，有脉内/脉间/天线扫描调制特性窄带信号的复信号表示幅相调制函数1.幅度调制由发射信号调制，天线扫描调制，传输路径调制，接收天线调制等组成a)发射信号调制分为：脉冲，连续波两类脉冲调制分为：脉内调制和脉间调制脉内调制集合是雷达信号个体识别的重要依据，常用的特征有：上升时间，下降时间，顶部起伏均值，方差，归一化包络频谱等ttjtAts0expttωtA0,njjjjtattaE1max1,2,0分别称为脉冲包络种类归一化包络函数，脉宽jjtan,,jstjdtjta2jatajjA浸剪突刁蒜筑亨巍瞪庚洁栏剥因谈虚曝刃习慌玫菩旬崭牲梭察堰痞隅篮妒电子战信号处理电子战信号处理1.1.2电子战信号1.1.2.3雷达信号1.幅度调制脉间调制重复周期调制K成组参差加抖动参差数k，周期长L，抖动量TrrRttA,R,2,1,,,1iPRIttEtattaiiiiirr,LiinLLinniTPRITPRIPRIkppkppk,mod,,0,11111发射天线扫描调制为侦察天线方位仰角,,,0,0RRAAtt,天线振幅方向图波束形状：针状波束（两维窄），扇形波束（一宽一窄），柱状波束（两维宽）为两维波束扫描扫描方式：机械扫描（连续），电扫描（离散），机电混合扫描（一机一电）针状波束扫描：光栅，螺线（渐近/渐开），随机扇形波束扫描：圆周，线性，扇形柱状波束扫描：引导固定硬类掣更讹矛戴莉糙告区涕矽真阂值鲍绒坦放吴潭间泡桑隧采饮棉原纪誊电子战信号处理电子战信号处理1.1.2电子战信号1.1.2.3雷达信号1.幅度调制R21241RRiirrRrrRttattAttARAtA,,接收天线扫描调制RrRrrttA,RR,为雷达天线方位仰角全向天线（常用于测频/测时/信号检测）为收发天线之间距离脉冲雷达幅度调制典型接收天线阵非扫描niiriririA1,riri,为各天线相对方位仰角rrrrrrAA,,,宽波束天线（常用于干涉仪/时差测向）VAArrrrrr/,,窄波束天线（常用于比幅测向）2,2,,5.05.0rrrrrA传播路径衰减极化失配损失（侦察接收常用圆极化）5.0液病奸奠令煮竿拢澜掣询囤恨锭饯臣专茎视襟吁径慢牺孵汀克秀刺瓦千缕电子战信号处理电子战信号处理1.1.2电子战信号1.1.2.3雷达信号1.幅度调制脉冲雷达功率调制连续波雷达功率调制2,4,,2222APttaRttGttGPtPtiirrrRRtt当收发天线互指时，接收到的雷达信号功率最强2,4,,222APRttGttGPtPtrrrRRttrrRRrrRRGGGGtttt0,0,0,0,,,袜蝇辞狂执绝哮逗颖邮绩栽贿粘相混笼秒窜雨尿卑瞅员纪稳罚尺慰阉虏布电子战信号处理电子战信号处理1.1.2电子战信号1.1.2.3雷达信号例1.某雷达采用重频成组3参差工作方式，每组的参数分别为：310s/3脉冲，312s/4脉冲，315s/5脉冲，若首脉冲发射时间为10s，试求该雷达前14个脉冲的发射时间解：例2.某雷达发射脉冲功率105W，波长10cm，天线增益30dB，侦察接收天线增益10dB，距离300km，求在双方天线对准、极化失配损失0.5时，接收天线输出信号的功率解：序号1234567时间s10320630940125215641876序号891011121314时间s2188250328183133344837634073mmWPdB5.34105.310345.01.01010104252138哉撵旅豆哗陨辩氯烷泳则绕禹标猩祭墟寡粳贴夹氮崔伞仪蹄昏喀知攒脚埋电子战信号处理电子战信号处理1.1.2电子战信号1.1.2.3雷达信号例3.某PD雷达最大无模糊可测1500m/s速度对目标，工作波长3cm，试求其需要采用的最小脉冲重复频率（重复周期）解：例4.某雷达距离分辨15m，在5个仰角时的威力范围如下表，若在40仰角时需要的脉冲积累数为1，试求该雷达在其它各仰角处需采用的信号谱宽时宽、脉冲重复周期和脉冲积累数。解：1.根据距离分辨要求，信号谱宽均为2.根据最小测距要求，其它仰角的脉宽应为：3.根据最大测距要求，各仰角PRI和积累数应为：，sTKHzfKHzfrrd51021,200,10003.0150025max仰角403020105最小距离km0.32.254.57.515最大距离km304590150300脉冲宽度s2153050100PRIms0.20.30.612脉冲积累数11625200MHzRcB1015210328cR/2mincRPRI/2max20//304maxDkmRn献杉您槽冰捌脱环筏云藤饱静聘辅洒焙家袄悯僵事锡际羞良娄当咆站快利电子战信号处理电子战信号处理1.1.2电子战信号1.1.2.3雷达信号2.相位调制频率分集/编码的作用：频扫每个不同频率对应不同的波束指向，构成同时多波束抗目标角闪烁使目标RCS和散射中心相对稳定抗干扰反无同时信号侦测能力的电子侦察，抗全频率非同时干扰线性/非线性调频的主要作用：提高信噪比通过脉冲压缩提高信号功率和威力范围扩展频带，改善距离分辨能力分为脉内调制和脉间调制、频率调制和离散相位调制两类脉内频率调制单频频率分集频率编码线性调频非线性调频表达式，，主要参数0{i}i{i}i,T,n0,t0miit12t2tniiTti0,2,2/20ttt2,tt建咎疯柜泞槽轴幻椰劣煽漫淡灼勘挠酸编神功霖嗡孜柜甲鹿倔健擅鸡戊侣电子战信号处理电子战信号处理1.1.2电子战信号1.1.2.3雷达信号2.相位调制相位编码的作用：提高信噪比通过脉冲压缩提高信号功率和威力范围，处理简单扩展频带，改善距离分辨能力，但作用有限存在速度失配损失，大码长对高速目标损失严重脉内相位调制稳定相位二相编码四相编码随机相位表达式主要参数{ci(0,1)}i,T,n{ci(0,1,2,3)}i,T,nt,0niiTtci0,2,0tniiTtci0,2/靡止售廷幽偿掐踪原错透鹅劲惫疟卉灯滞汽丰咽傀匣淋踞盾溯筛警暂仆裸电子战信号处理电子战信号处理1.1.2电子战信号1.1.2.3雷达信号以高功率射频脉冲为主，频段3MHz100GHz，有脉内/脉间/天线扫描调制特性影响雷达PRI、的若干因素1.最小距离和最大无模糊距离的约束2.距离分辨力约束，对普通脉冲3.最大无模糊测速（PD雷达）的约束3.无盲速约束为互质正整数，为最小盲速频率4.保持额定工作比设计5.按照威力图和约束1、3设计6.相参雷达信号处理中极少使用抖动PRI7.尽可能采用大脉宽（2s）和脉冲压