一種多頻點(diǎn)干擾信號產(chǎn)生方案

摘要：在電子對抗領(lǐng)域，通常以同時(shí)輸出多個(gè)載波信號對跳頻等抗干擾通信實(shí)施干擾。分析了針對跳頻通信的各種梳狀攔阻式干擾方案的優(yōu)缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種基于鋸齒波線性調(diào)頻技術(shù)的干擾方案。該方案能在保持時(shí)域等幅波形的前提下，產(chǎn)生多個(gè)離散的梳狀譜，有效利用功率放大器的功率容限，適合于通信訓(xùn)練中模擬干擾環(huán)境。同時(shí)給出了基于數(shù)字信號處理器(DSP)、ROM、RAM，以及信號產(chǎn)生軟件包組成的數(shù)字化多頻點(diǎn)干擾信號產(chǎn)生器的實(shí)現(xiàn)，并對實(shí)現(xiàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞：跳頻通信；干擾；梳狀譜；調(diào)頻；DSP

隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，信息作戰(zhàn)已成為貫穿高技術(shù)作戰(zhàn)全過程的重要作戰(zhàn)行動，運(yùn)用電子對抗手段干擾敵通信、導(dǎo)航等信息系統(tǒng)是信息作戰(zhàn)中電子戰(zhàn)的重要內(nèi)容。增強(qiáng)軍用無線電通信與導(dǎo)航系統(tǒng)抗敵電磁干擾能力已成為提高通信導(dǎo)航保障能力的關(guān)鍵，為了方便地在日常訓(xùn)練和演練中實(shí)施無線電通信對抗訓(xùn)練，提高裝備與操作人員應(yīng)對敵方電磁干擾能力，有必要研制針對通信對抗訓(xùn)練的小功率電子干擾系統(tǒng)。
在電子對抗領(lǐng)域，通常以同時(shí)輸出多個(gè)載波信號對跳頻等抗干擾通信方式實(shí)施有效干擾，對于攔阻式干擾，干擾信號的個(gè)數(shù)與總的覆蓋寬度是跳頻通信信號被干擾的主要因素，所以增加多載波數(shù)量和覆蓋頻段寬度成為提高干擾效果的主要途徑。
高頻頻段的抗干擾通信通常為窄帶跳頻通信，所以筆者分析了各種高頻跳頻通信干擾信號的產(chǎn)生方案后，設(shè)計(jì)了一種基于線性調(diào)頻技術(shù)的小功率高頻跳頻通信干擾方法以及實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了方案設(shè)計(jì)的有效性。

1 高頻跳頻通信干擾方案分析
1．1 跟蹤瞄準(zhǔn)式干擾
跳頻通信在通信中不同時(shí)刻使用不同的頻率，而變化規(guī)律受偽隨機(jī)序列的控制，通常該偽隨機(jī)序列有很大的密鑰量，幾乎無法進(jìn)行破譯，所以干擾方無法掌握欲干擾電臺的跳頻圖案。為此通常采用跟蹤瞄準(zhǔn)式干擾，當(dāng)跳頻速率很低和跳頻頻點(diǎn)較少時(shí)，當(dāng)前的干擾技術(shù)可有效實(shí)行跟蹤干擾。然而，為對抗跟蹤式干擾，通信方目前已采用跳頻速率很高的跳頻通信。如主要用于空中通信的美國聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)信息分發(fā)系統(tǒng)(JTIDS)，跳頻速率為每秒38 500跳，已無法實(shí)現(xiàn)有效跟蹤干擾。
由于對高速跳頻通信無法實(shí)施有效跟蹤干擾及信號密集環(huán)境的中速跳頻通信很難實(shí)施有效跟蹤瞄準(zhǔn)式干擾。目前對跳頻通信進(jìn)行干擾的有效干擾方案是攔阻式干擾，具體可分為梳狀攔阻式干擾和連續(xù)攔阻式干擾。
1．2 梳狀譜干擾方案
梳狀攔阻式干擾是經(jīng)常被采用的攔阻是干擾，一般的實(shí)現(xiàn)方法為一部干擾機(jī)內(nèi)設(shè)置多個(gè)振蕩源，經(jīng)相加合成后，從一個(gè)寬帶天線發(fā)出多信道干擾。但相加合成后的接到功率放大器的輸入端，其為復(fù)雜的調(diào)頻調(diào)幅波。單從其復(fù)雜的調(diào)幅特點(diǎn)，已使功放的功率容量利用率降至很低。我們知道，當(dāng)功放的輸入為單個(gè)頻率的等幅波時(shí)，對其放大，輸出滿功率為為對應(yīng)輸出電壓。當(dāng)功放的輸入為多個(gè)振幅相同但不同頻率的等幅波訊號，某一瞬間所有等幅波訊號相互處于同相，即都處于其最大值時(shí)，其合成電壓E∑為各等幅波電壓E1的算術(shù)相加，而處于最大值。由此，輸出合成電壓只能等于或少于而不能超過功放的最大輸出電壓Em。現(xiàn)設(shè)振蕩源數(shù)量為n，則
E∑=nE1≤Em，E1≤Em／n (1)
即每個(gè)訊號的輸出電壓受限于功放的最大輸出電壓。因此每個(gè)訊號的輸出功率為

而在這種多訊號輸入情況下，其功放的輸出功率，即n個(gè)訊號輸出功率之和，遠(yuǎn)小于功放的滿功率輸出，即
P=nP1=Pm／nPm (3)
這是因?yàn)樵诮^大部分時(shí)間，多個(gè)訊號不是同相相加，而是矢量相加，相加后的合成電壓E∑遠(yuǎn)小于Em，所以在功放大部分時(shí)間，功放輸出功率遠(yuǎn)小于Pm，因此功放的平均輸出功率僅為滿功率輸出的1／n。僅在極少時(shí)間處于最大輸出功率，故功放的功率容量利用率極低。
1．3 連續(xù)譜攔阻式干擾方案
為提高功率容量利用，應(yīng)避免多頻點(diǎn)信號矢量相加的寬帶攔阻式干擾信號產(chǎn)生方法。應(yīng)采用單部干擾機(jī)單振蕩源寬帶連續(xù)調(diào)頻方式，目前已有寬帶射頻噪聲直接放大和噪聲寬帶調(diào)頻等方法。
其中，寬帶射頻噪聲直接放大采用白噪聲源輸出，經(jīng)功放放大輸出以產(chǎn)生攔阻式干擾。白噪聲源雖具有寬帶頻譜但輸出能量較小，要經(jīng)過多級寬帶放大，且因噪聲輸出電壓不是等幅波，功放的功率容量利用率仍較低，其電源效率也低。要使功放的功率容量利用率高，可采用連續(xù)等幅的調(diào)頻波，采用噪聲對振蕩源實(shí)施寬帶調(diào)頻，以產(chǎn)生寬帶頻譜。但由于噪聲電壓的振幅呈正態(tài)分布，因此調(diào)頻后產(chǎn)生的寬帶頻譜，其能量在頻域是非均勻分布的，不能滿足攔阻式干擾寬帶頻譜內(nèi)各干擾分量能量相同的要求。因此攔阻式干擾機(jī)的最佳體制和技術(shù)是如何獲得寬頻帶均勻干擾頻譜，同時(shí)如何使干擾機(jī)功率容量充分利用。

2 干擾功率受限的攔阻式干擾方案
2．1 鋸齒波加窄帶噪聲調(diào)頻干擾方案
由于梳狀譜干擾方案的有效功率利用率太低，而連續(xù)譜攔阻式干擾方案的干擾信號頻譜并非均勻，不能對所有的跳頻頻點(diǎn)進(jìn)行同等功率的干擾，影響了干擾效果。為此，提出一種鋸齒波加窄帶噪聲調(diào)頻干擾方案。