一種多頻點干擾信號產(chǎn)生方案

摘要：在電子對抗領(lǐng)域，通常以同時輸出多個載波信號對跳頻等抗干擾通信實施干擾。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，設(shè)計了一種基于鋸齒波線性調(diào)頻技術(shù)的干擾方案。該方案能在保持時域等幅波形的前提下，產(chǎn)生多個離散的梳狀譜，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)字化多頻點干擾信號產(chǎn)生器的實現(xiàn)，并對實現(xiàn)結(jié)果進行了分析。
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，通常以同時輸出多個載波信號對跳頻等抗干擾通信方式實施有效干擾，對于攔阻式干擾，干擾信號的個數(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驗方案，實驗結(jié)果驗證了方案設(shè)計的有效性。

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刻使用不同的頻率，而變化規(guī)律受偽隨機序列的控制，通常該偽隨機序列有很大的密鑰量，幾乎無法進行破譯，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較少時，當(dāng)前的干擾技術(shù)可有效實行跟蹤干擾。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，已無法實現(xiàn)有效跟蹤干擾。
由于對高速跳頻通信無法實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施有效跟蹤瞄準(zhǔn)式干擾。目前對跳頻通信進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，一般的實現(xiàn)方法為一部干擾機內(nèi)設(shè)置多個振蕩源，經(jīng)相加合成后，從一個寬帶天線發(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，已使功放的功率容量利用率降至很低。我們知道，當(dāng)功放的輸入為單個頻率的等幅波時，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，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)
即每個訊號的輸出電壓受限于功放的最大輸出電壓。因此每個訊號的輸出功率為

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)
這是因為在絕大部分時間，多個訊號不是同相相加，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，同時如何使干擾機功率容量充分利用。

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進行同等功率的干擾，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。