多通道数字干扰源设计与实现

于胜云，左 佑，高希光

(桂林长海发展有限责任公司，广西 桂林 541001)

多通道数字干扰源设计与实现

于胜云，左 佑，高希光

(桂林长海发展有限责任公司，广西 桂林 541001)

为应对日益复杂的电子战环境，采用多通道数字干扰源技术，一部发射机可同时发射多个干扰信号，从而实现同时对多部雷达实施压制式和欺骗式干扰。针对电子对抗领域中干扰源的实际应用，阐述了多通道数字干扰源的数字模型，设计了一种大带宽数字信道化干扰源的技术方案，并用MATLAB进行了原理仿真，最后采用现场可编程门阵列(FPGA)给出了该技术的工程实现方法，实际测试结果显示：所设计的数字干扰源具有瞬时带宽大、能对多部雷达信号进行压制式和欺骗式干扰等特点。

数字干扰源；数字信道化；多相滤波；现场可编程门阵列

0 引 言

现代雷达电子战面临的电磁环境日趋复杂，使用传统的数字射频存储器(DRFM)的干扰机多采用分时工作，在某一时刻只能干扰1部雷达，其干扰作战效能低下，要做到同时发射多个信号，就需要用多部发射机并联工作，构成1个发射机阵列来实现，这无疑会大大增加成本。1个干扰源能同时干扰多部威胁雷达成为干扰机发展的重要方向。采用数字干扰源(DJS)技术可以使用1部发射机同时发射多个干扰信号，从而同时对多部雷达实施压制式和欺骗式干扰，并且针对频率固定的雷达信号，完全可以对其分析以得到最佳的干扰方法，对脉冲进行干扰调制后发出,以达到最优干扰的目的[1-2]。

1 数字干扰源(DJS)的原理及模型

设有4部工作频率固定的雷达，工作频率分别为f0,f1,f2,f3，用数字射频存储器将信号分别存储，然后分析其信号类型，选择1个最佳的干扰调制方式，调制形成的信号序列为S0(n),S1(n),S2(n),S3(n)，经数字合路器相加后统一送到D/A转换器转换为模拟信号，然后经上变频器混频后输出射频信号,由发射机输出，其原理框图如图1所示[3-4]。

采用信道化技术实现多通道干扰源。这种干扰源不仅能同时发射整个处理带宽(0～fs)内所有信道上的信号(信号数取决于信道划分)，而且具有很高的运算效率，实时处理能力强，结构简单，可实现性强。

(1)

把这I个移频信号相加，即可得到发射信号Y(ω)。实现原理如图2所示。

下面推导基于多相结构的信道化干扰源模型，这种模型计算效率高，易于实现。由图2可得：

(2)

由于:

(3)

把式(1)代入式(3)可得：

yρ(r)=

(4)

令：

(5)

(6)

(7)

(8)

最后得：

(9)

根据上述推导过程，整个信道化干扰源的数字模型如图3所示。

由图3可见，在该模型中不仅内插器移到了滤波器之后，使大量的运算在低数据率(基带采样率)条件下进行，而且每一支路的滤波器从原先的原型低通滤波器h(n)变为h(n)对应的多相分量hρ(r)，其运算量大大减小，图中的数字傅里叶变换(DFT)可以采用高效算法快速傅里叶变换(FFT)来实现，能确保实时处理。低通原型滤波器可由MATLAB软件计算得到。原型低通滤波器使用Park-McClellan算法，这种算法利用Remez交换算法和切比雪夫逼近理论来设计滤波器，使实际滤波器的幅频响应最优地拟合理想滤波器的幅频响应，被称之为最优滤波器。又因为其在频域内滤波器呈现等波纹特点，因此被称为等纹波滤波器[5-11]。

2 DJS仿真

为了验证上述过程，用MATLAB软件对其进行仿真。设1个信道化干扰源，其通道数I=8，中频采样率Fs=20 MHz，数字/模拟(D/A)变换的工作频率fs=400 MHz时的8个调幅(AM)信号的信道化合成仿真结果如图4所示。

从仿真图可以看到，8个干扰信号都能正确地产生，并且幅度也与仿真设定时一致，没有出现某个信号被压制的情况。

3 DJS工程实现

图5所示为1个32路DJS的组成框图。1～32路数字信号经过32路信道化数字合成为1路数字中频信号，然后通过高速D/A还原为中频信号，再通过上变频器变到需要的射频频段，最后用发射机放大输出。数字信号的来源可以是多种多样的，可以是DRFM、数字化接收机或脉内分析器存储的雷达信号，也可以是计算机根据接收机的信息产生的示假信号或窄带调制噪声。

32路数字信道化合成器可以用现场可编程门阵列(FPGA)来实现。ALTERA公司的STRATIXII系列FPGA集成度高，速度快，拥有丰富的片内逻辑、存储器和数字信号处理(DSP)运算单元，非常适合作大型的数字信号处理。以EP2S60为例，它采用90 nm工艺，拥有60 440个等效逻辑单元(LE)，12个片内锁相环(PLL)，总共超过2M位的存储器，144个18×18 bit的乘法器，以及丰富的I/O资源，完全能够胜任上述数字信道化干扰源的实现。通过在ALTERA公司的QUARTUSII软件仿真可以知道，使用1片EP2S60能够实现32通道的数字干扰源。

4 结束语

基于多相滤波器结构的数字信道化干扰源能够在保证大瞬时带宽和多信号真实还原的前提下大大简化设计，能够在单片FPGA中实现。该数字干扰源能用1部发射机同时发射多个干扰信号，从而对多部雷达实现同时干扰，这种高效的工作方式决定了该数字干扰源将在未来电子战中有着较好的应用前景。

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DesignandRealizationofMultichannelDigitalJammingSource

YU Sheng-yun,ZUO You，GAO Xi-guang

(Guilin Changhai Development CO.,LTD,Guilin 541001,China)

For antagonizing increasingly complicated electronic warfare circumstance,the technology of multi-channel digital jamming source (DJS) is adopted.A transmitter can transmit multiple jamming signals synchronously,thereby blanket jamming and deception jamming are performed to multiple radars synchronously.Aiming at the practical application of jamming resource in electronic countermeasure field,this paper expatiates the digital model of multi-channel digital jamming resource,designs a technology project of broadband digital channelized jamming resource,and uses MATLAB to perform the principle simulation,finally uses field programmable gate array (FPGA) technology to give the engineering realization method of the technology.The practical test result shows that the designed digital jamming resource has characteristics of wide band and can perform blanket jamming & deception jamming to multiple radars signals,etc.

digital jamming source;digital channelization;multiphase filter;field programmable gate array

TN972

：A

：CN32-1413(2017)04-0020-03

10.16426/j.cnki.jcdzdk.2017.04.006

2016-11-22