基于FPGA 的IFF 信号侦察系统的设计

摘要：敌我识别（IFF） 系统是现代战争中电子信息战的重要组成部分。为了实现IFF信号的侦察，本文介绍了一种基于FPGA的敌我识别信号检测方法。该系统采用具有国产化替代方案的FPGA+ADC硬件架构，通过超外差无线接收方式和相关检测算法实现对信号的时域、频域测量。结合对IFF信号的特征分析，完成了对IFF信号的模式识别。实验结果表明，该设计不仅可以实时、准确地完成IFF信号的检测，还能根据工程需求实现更多的功能扩展。

关键词：敌我识别；FPGA；国产化；超外差

中图分类号：TN 971.5 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）19-0091-03

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随着科学技术的不断发展，电子信息战在现代战争中占据着越来越重要的地位。在现代信息化战场中，敌我识别系统不仅是军事对抗的重要手段之一，也是电子侦察领域的重要组成部分。目前的雷达敌我识别系统由询问机和应答机组成，询问信号的工作频段为1030MHz，应答信号的工作频段为1090MHz。敌我识别系统的发展历经MARK X、MARK XII及最新一代的MARK XIIA系统[1]。本文介绍了一种基于FPGA的敌我识别信号侦察方法，该方法采用FPGA+ADC的硬件架构，实现了IFF信号的多通道接收，对接收数据进行检测、分选后完成IFF信号的模式识别。

1 基于FPGA 的IFF 信号侦察系统组成

二次雷达是IFF系统的核心组成部分，信号采用脉冲编码方式进行调制。每种模式都包含询问和应答两种工作方式，如MARK X、MARK XII系统询问、应答信号格式所示[2]。系统主要包括ADC数据采样、超外差接收、信号模式分选等几个模块。系统原理框图如图1所示。ADC数据采样模块实现对输入数据的正确接收，并恢复成数据流形式，用于后级的超外差数据处理。超外差接收模块完成对中频的窄带滤波、时域检测和参数提取、频率参数估计运算，将最终结果封包形成脉冲描述字（PDW） ，用于信号模式分选和存储。信号模式分选模块根据全脉冲数据对各种模式并行开展模式识别，得到的结果分成两路：一路直接送入数据帧编码模块，按照报文帧格式进行编码输出；另外一路输入到中频数据采集模块，用于模式采集。

在数字电路设计中，FPGA作为一种具有高度可编程性、高速数据传输和实时数据处理能力的芯片，在通信领域得到了广泛的应用。本文选用Xilinx公司的XC7VX690T 系列芯片，该芯片具备高性能、低功耗、大容量等特点，其国产化替代方案可选择复旦微的JFM7VX690T80。ADC 采样芯片选择TI 公司的ADS4449，ADS4449 是一款高线性四通道14 位250MSPS模数转换器（ADC） ，具有低噪声性能以及在宽输入频率范围内出色的SFDR，其国产化替代方案为航天民芯AS4449。