机载电子对抗系统中交叠信号的瞬时测频研究

张琛

摘要：现阶段，电子对抗设备所用测频体制以IFM为主，旨在使测量结果精准且有效，但是该技术并不适合测量交叠信号，正因如此，交叠信号才成为专家讨论的核心。文章以机载对抗系统为研究对象，从接收原理、瞬时测频出发，围绕交叠信号展开了讨论，希望能够给相关人员以启发，使该系统被赋予效能，在飞机内部得到应有发挥。

关键词：瞬时测频;交叠信号;机载电子对抗系统

前言：随着电子对抗进入人们视野，被用来进行告警、干扰与支援的电子对抗系统，开始为越来越多人所熟知，要想使其价值得到应有实现，关键是对雷达信号频率进行精准测量。在雷达所涉及参数中，最应当引起重视的为频域参数，这是因为该参数可对雷达用途与功能加以反映，只有以分选与威胁识别为前提，对雷达进行精准告警，才能避免不必要问题出现，本文所研究课题的意义不言而喻。

1研究背景

电子对抗系统用来测频的工具以IFM接收机为主，该接收机的优势，主要是拥有良好的实时性，理想的测频范围，还有突出的频率分辨力。试验结果表明，在单个信号的测量方面，该接收机往往可达到精确测量的要求，若有信号同时到达的情况存在，测量精确度将会大打折扣。

目前，常见的信号同时到达情况可分为两种，分别是：两个信号前沿时差不超过10ns;两个信号前沿时差为10ns至120ns。正常来说，相关人员应对同时到达信号所适用检测电路进行设置，确保测量错误可得到准确标记。研究表明，如果每秒产生的信号流为500万脉冲数及以上，接收机将有极大几率面临信号同时到达的情况，其中两个信号同时到达的几率为10%，三个信号同时到达的几率为2%，同时到达的情况可以忽略不计，由此可见，相对于信号同时到达而言，信号交叠情况更为常见[1]。

现阶段，在利用电子对抗系统开展测频工作时，相关人员往往会选择将检测电路视为第一类信号，将同时到达信號、交叠脉冲视为第二类信号，由此而引发的问题，主要是测频精准度无法得到保证，随着脉冲交叠时间的延长，出现测频失误的几率就越大。基于此，在雷达辐射源持续增加的当下，仍对传统方法进行沿用，完成处理交叠信号的相关工作，不仅会使测频效能受到影响，还会增加脉冲信息丢失的可能性。此外，现有电子对抗装备普遍存在漏警率、虚警率高，截获率低的问题，相关人员难以全面感知所处电磁环境，飞机生存能力被削弱的情况无法避免。而出现上述问题的原因，主要是交叠信号大量存在，导致电磁环境变得愈发复杂，要想避免带来更加严重的后果，针对交叠信号的形成展开讨论，就变得很有必要。

2接收原理

某飞机自卫所用电子对抗系统，当威胁雷达的脉冲信号被天线接收后，便会向接收机进行传送，在测量频率的基础上，对频率码、脉冲信号和CP信号进行输出，经由信号处理机，完成识别与分选工作。对IFM接收机而言，相关器组件是确保频率测量顺利完成的关键，现阶段，出镜率较高的相关器单元，主要是微波鉴相器，而常见的微波鉴相器，又分为放大器、功分线和延迟线等部分。出于使分辨力、频段覆盖所存在矛盾得到有效解决的考虑，接收机结构以4路鉴相器并联为主，延迟线长度确定，其中，长延迟线需要将精度视为重点考虑因素，短延迟线则要为射频范围提供保证，相关人员的任务，主要是以延迟线关系为依据，对测频值加以确定[2]。希望下文所研究内容，可为交叠信号测频及相关工作的开展提供帮助，若电子对抗系统可具备测量交叠信号频率的功能，不仅可使飞机适应能力得到显著提升，还能够赋予其更为理想的生存能力，重要性不言而喻。

3瞬时测频

本文所研究接收机拥有极大的测频范围和较高的测频精度，但也有明显的不足存在，例如，无法对交叠信号进行精准测频。

3.1交叠脉冲介绍

三个或三个以上脉冲出现交叠的几率较低，这便是本文将双交叠脉冲视为重点研究对象的原因。一般来说，不同辐射源脉冲，通常对应不同脉宽，且脉宽所存在差异极为显著，这表明脉冲并不具备完全交叠的条件，因此，常见的交叠形式为首位交叠、包含交叠。

将不同脉冲的到达时间设为Ta和Tb，脉宽设为PWa和PWb。在首位交叠的情况下，若脉冲满足的条件，则表明脉冲交叠，此时，交叠时间是。若脉冲交叠形式为包含交叠，在满足，时，第一个脉冲将作为第二个脉冲的一部分，进入接下来的环节，二者的交叠时间，通常是PWa。

3.2接收机测频分析

接收机的技术指标，主要是遮蔽时间、测频时间，其中，遮蔽时间又被称为寂静时间，指的是接收机对相邻脉冲频率进行精准测量需要花费时间的最小数值，测频时间则是指信号经过接收机需要花费的时间。利用接收机检测脉冲所用方法为设置门限，回答源Ⅰ的衰减器和放大电路，为脉冲提供了下降沿与上升沿，下降沿低于门限，则表明脉冲结束，而上升沿高于门限，表明脉冲到达，二者间存在的时间差，即为后续研究所需脉宽[3]。一般来说，输出脉冲、输入脉冲间，有较为明显的延时存在，此类延时又叫做通过时间。

下文将参考首尾交叠脉冲所表现出特点，对接收机测频能力进行分析。研究表明，在开展相关工作时，以下两种情况需要尤为注意：其一，待测频告一段落，第二个脉冲才到达;其二，在测频过程中，第二个脉冲就已到达。前者更容易对第一个脉冲进行测量，由于脉冲交叠程度并不在接收机测频范围内，较易出现将不同脉冲融合的情况，这样做给第二个脉冲带来的影响，便是大量测频信息丢失。如果信号交叠程度未超出接收机测频范围，相关人员应先对第一个脉冲进行测频，再对第二个脉冲进行测频。当然，二者到达信号时间相同的情况也偶有发生，此时，相关人员应确保第一个脉冲拥有较测频时间更大的脉宽。后者所面临问题，主要是测频精确度难以得到保证，对错误程度起决定作用的因素，则是脉冲幅度。研究表明，若交叠信号拥有相差较大的幅度，往往对应较小的相位误差，还有较低的测频错误率。若交叠信号的幅度差超过6dB，便可对信号频率进行精准测量，错误出现几率可忽略不计，但是这样做也有不足存在，即小幅度信号丢失。综上，无论是首尾交叠，还是脉冲包含交叠，在测量信号频率时，误差的存在无法避免，这也是亟待解决的问题。

结论：由上文所叙述内容可知，即便进入接收机前，两个脉冲从未出现交叠，进入接收机后，仍有出现交叠的可能。在接收机内部发生的脉冲交叠，少数情况下，可快速对其进行分辨，若利用接收机完成交叠信号的测频工作，极易有测频误差存在，信号幅度越相近，测频出现误差的几率越大，甚至会发生弱信号所传递频率信息丢失的情况。

参考文献：

[1]陈天驰，李文海，刘勇.机载电子对抗装备射频通道性能检测技术综述[J].电子设计工程，2019，27（04）：122-126.

[2]周秋红，夏爱军，郑景嵩，等.基于多源数据分析的机载自卫电子对抗效能评估方法[J].电子信息对抗技术，2018，33（03）：59-63.

[3]战立晓，李蕾义，汤子跃，等.机载火控雷达和电子战一体化问题研究[J].航天电子对抗，2016，32（06）：37-40.