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文檔簡介
各種電子對抗技術(shù)當(dāng)前第1頁\共有477頁\編于星期日\20點當(dāng)前第2頁\共有477頁\編于星期日\20點目錄第1章電子對抗(電子戰(zhàn))概述第2章電子對抗中的偵收技術(shù)第3章電子對抗中的電子進(jìn)攻技術(shù)第4章有源干擾機(jī)理分析第5章對典型電子武器系統(tǒng)的干擾方式討論第6章電子對抗中的電子防護(hù)技術(shù)當(dāng)前第3頁\共有477頁\編于星期日\20點第1章電子對抗(電子戰(zhàn))概述1.1電子對抗及其分類1.2無線電電子對抗頻段劃分1.3電子對抗(電子戰(zhàn))發(fā)展歷程1.4電子對抗在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的地位和作用當(dāng)前第4頁\共有477頁\編于星期日\20點1.1電子對抗及其分類
隨著電子技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代電子技術(shù)已滲透到各個領(lǐng)域,包括軍事戰(zhàn)爭領(lǐng)域。在武器系統(tǒng)中,電子技術(shù)所占的比重越來越大,有時甚至占統(tǒng)治地位。從第二次世界大戰(zhàn)期間,軍事領(lǐng)域第一次大規(guī)模引入電子學(xué)或電子技術(shù)開始,直到最近幾次局部戰(zhàn)爭,如科索沃戰(zhàn)爭、伊拉克戰(zhàn)爭等,說明電子戰(zhàn)已經(jīng)成為戰(zhàn)爭的主要作戰(zhàn)形式。電子戰(zhàn)是現(xiàn)代高科技應(yīng)用最活躍最深入的領(lǐng)域。我們可以毫不夸張地說,現(xiàn)代戰(zhàn)爭離開電子戰(zhàn)爭就不能稱其為現(xiàn)代戰(zhàn)爭。當(dāng)前第5頁\共有477頁\編于星期日\20點
而電子戰(zhàn)爭中最重要和最富有挑戰(zhàn)性方面的內(nèi)容就是電子對抗,這正是電子戰(zhàn)爭的最大魅力所在。如地面戰(zhàn)區(qū)將用電子對抗破壞敵方的雷達(dá)系統(tǒng),同時更主要的是用于扼制敵方各部隊間的通信,就有關(guān)飛機(jī)、海上水面艦船、地面車輛甚至建筑物等電子戰(zhàn)而言,扼制敵方的雷達(dá)系統(tǒng)和有關(guān)的武器系統(tǒng)將具有重大意義。據(jù)統(tǒng)計,如果沒有干擾,則防空導(dǎo)彈一次齊射(約為3發(fā))的殺傷概率在90%以上,防空火炮一次點射(約為36發(fā))的殺傷概率在80%以上,步兵肩扛發(fā)射的防空導(dǎo)彈殺傷概率也在50%以上。如果采取適當(dāng)?shù)碾娮訉故侄?,可大大降低武器的殺傷概率。如越南?zhàn)爭中,美軍綜合采用了多種雷達(dá)對抗措施,曾一度使地空導(dǎo)彈的殺傷概率下降到2%,防空火炮殺傷概率下降到0.5%以下;海灣戰(zhàn)爭中,美軍的F-117A隱形轟炸機(jī)出動數(shù)千架次,執(zhí)行防空火力最強(qiáng)地區(qū)的轟炸任務(wù),在強(qiáng)大的電子干擾掩護(hù)下,竟無一損傷。當(dāng)前第6頁\共有477頁\編于星期日\20點
現(xiàn)代戰(zhàn)爭中,一種作戰(zhàn)裝備因其在戰(zhàn)爭中的作用和地位不同可能受到多種雷達(dá)和武器系統(tǒng)的威脅、殺傷。如一架作戰(zhàn)飛機(jī)可能會同時遭受到敵方的空中機(jī)載雷達(dá)、末制導(dǎo)雷達(dá)、近炸引信、地面搜索指揮雷達(dá)、地空導(dǎo)彈系統(tǒng)、炮瞄雷達(dá)、海面艦載雷達(dá)等以及各種無源干擾的威脅。如果它及所在方不能有效地對抗敵方諸多的威脅雷達(dá)和武器系統(tǒng),則其不僅不能完成預(yù)定的作戰(zhàn)任務(wù),甚至不能保證自己的生存。
當(dāng)前第7頁\共有477頁\編于星期日\20點電子戰(zhàn)最初叫做無線電對抗,1949年,美國正式用“電子對抗”取代“無線電對抗”,并一直沿用至今。習(xí)慣上,西方國家稱其為“電子戰(zhàn)”;前蘇聯(lián)稱其為“無線電斗爭”;我國有關(guān)部門根據(jù)對立面相互斗爭的哲學(xué)原理,稱其為“電子對抗”。當(dāng)前第8頁\共有477頁\編于星期日\20點1.1.1電子對抗定義傳統(tǒng)的電子對抗
定義為使用電磁能量測定、利用、削弱或通過破壞、摧毀、阻止敵方使用電磁頻譜,同時保障己方使用電磁頻譜的軍事行動。傳統(tǒng)電子對抗1.電子干擾措施,或稱電子對抗
(ElectronicCountermeasures)ECM2.電子抗干擾措施,或稱電子反對抗(ElectronicCounter-Countermeasures)ECCM
3.電子戰(zhàn)支援措施(ElectronicSupportMeasures)ESM
當(dāng)前第9頁\共有477頁\編于星期日\20點1.電子干擾措施(ECM)
電子干擾措施指阻止或削弱敵方對電磁頻譜的有效使用所采取的行動。它包括有源電子干擾和無源電子干擾。無源電子干擾用某種方式反射雷達(dá)電磁波以與真實目標(biāo)的反射相抗衡,這種對抗一般用角反射器或箔條實現(xiàn)。有源電子干擾系統(tǒng)通過發(fā)射適當(dāng)?shù)臒o線電電磁波束來扼制敵方電子設(shè)備效用,盡最大限度的減輕對己方的威脅。當(dāng)前第10頁\共有477頁\編于星期日\20點2.電子抗干擾措施(ECCM)
電子抗干擾措施指在敵方使用電子戰(zhàn)的情況下確保己方有效使用電磁頻譜所采取的行動。它是利用電子手段破壞敵方偵察、扼制敵方的干擾,使己方電子設(shè)備保持原有的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)水平。
當(dāng)前第11頁\共有477頁\編于星期日\20點3.電子戰(zhàn)支援措施(ESM)電子戰(zhàn)支援措施指在作戰(zhàn)指揮官直接控制下,搜索、截獲、識別和定位輻射電磁能量的輻射源,以立即辨認(rèn)威脅而采取的行動。因此,ESM提供即時決策所需的信息資源,包括ECM、ECCM、規(guī)避、目標(biāo)導(dǎo)向和兵力的其他戰(zhàn)術(shù)使用。
當(dāng)前第12頁\共有477頁\編于星期日\20點重新定義電子對抗1.電子進(jìn)攻(ElectronicAttack)EA
2.電子防護(hù)(ElectronicProtection)EP3.電子戰(zhàn)支援(ElectronicSupport)ES當(dāng)前第13頁\共有477頁\編于星期日\20點電子進(jìn)攻為電子對抗的進(jìn)攻部分,是利用電磁能或定向能等手段來攻擊、蒙騙敵方人員、裝備和設(shè)施,以降低、抑制和摧毀敵戰(zhàn)斗力。EA比傳統(tǒng)的ECM更強(qiáng)調(diào)對敵方電磁傳感器進(jìn)行永久性的破壞和摧毀,因而,更具有攻擊性。它包括:1.電子進(jìn)攻電子干擾設(shè)備:通信干擾、雷達(dá)干擾、引信干擾、制導(dǎo)干擾、光電干擾、計算機(jī)病毒、網(wǎng)絡(luò)襲擊等反輻射武器:含反輻射導(dǎo)彈、反輻射炸彈、反輻射無人機(jī)等定向能武器:微波定向能武器、激光武器、粒子束武器等電子欺騙:電子偽裝、模擬欺騙、冒充欺騙等隱身:無源隱身、有源隱身等當(dāng)前第14頁\共有477頁\編于星期日\20點
目前實戰(zhàn)使用的電子進(jìn)攻手段主要有:
電子干擾;
電子偽裝;
“隱身”;
直接摧毀
等四種手段。
當(dāng)前第15頁\共有477頁\編于星期日\20點“電子干擾”指利用干擾設(shè)備和器材,在敵方電子設(shè)備工作的頻譜范圍內(nèi)施加壓制性干擾或欺騙性干擾(或兩者結(jié)合使用),使敵方電子設(shè)備不能正常工作,造成通信中斷、指揮癱瘓、雷達(dá)迷盲、武器失控等。電子干擾是常用的、行之有效的對抗措施。按電子干擾產(chǎn)生的方法分,有源干擾(也稱積極干擾)和無源干擾(也稱消極干擾)兩類。當(dāng)前第16頁\共有477頁\編于星期日\20點典型接收、發(fā)射系統(tǒng)
如圖典型接收、發(fā)射系統(tǒng)。電子干擾的目的就是要破壞收發(fā)系統(tǒng)某個環(huán)節(jié),使其不能正常工作或正常接收、處理信號。當(dāng)前第17頁\共有477頁\編于星期日\20點
“電子偽裝”
指假目標(biāo)誘餌。
即為阻礙敵方電子偵察與監(jiān)視裝備獲取已方情報,隱藏自己和欺騙、迷惑敵方所采取的技術(shù)偽裝措施。它又分為無線電偽裝、雷達(dá)偽裝、紅外偽裝、光學(xué)偽裝和水聲偽裝等幾種類型。嚴(yán)格地講它應(yīng)歸入有源干擾或無源干擾類,但多為兩者的結(jié)合,是一類模擬目標(biāo)的純欺騙性對抗措施。有假雷達(dá)、假電臺,紅外誘餌(曳光彈),煙幕彈,箔條形成的干擾團(tuán)(模擬艦船、飛機(jī)),無人機(jī)或無人船,假坦克,角反射器,模擬橋梁和建筑物以及地形等,以誘騙采用錯誤的行動。
當(dāng)前第18頁\共有477頁\編于星期日\20點
“隱身”指武器和平臺為防止被探測設(shè)備發(fā)現(xiàn)所采取的綜合措施,其重點在于減少大型武器系統(tǒng)的雷達(dá)截面積和光、聲、振動等信號特征,使敵方雷達(dá)等探測器的作用和探測效果大大下降。
“直接摧毀”指用反輻射導(dǎo)彈直接摧毀敵方電子設(shè)備。它是一種最有效、最徹底的電子對抗措施。這種導(dǎo)彈的導(dǎo)引頭實際上是一種無源雷達(dá),它利用對方的電磁輻射自行導(dǎo)引,專用于摧毀對方輻射源及其載體,是一種特殊的電子對抗手段。當(dāng)前第19頁\共有477頁\編于星期日\20點電子進(jìn)攻系統(tǒng)的地位and作用
.干擾破壞敵方指揮、控制、通信和情報(C3I)等信息系統(tǒng)
現(xiàn)代戰(zhàn)爭是陸、海、空、天四維一體化的立體戰(zhàn)爭(也有稱為陸、海、空、天、磁五維立體戰(zhàn)爭),戰(zhàn)場上情報偵察、作戰(zhàn)目標(biāo)的探測和識別,戰(zhàn)場的監(jiān)視與預(yù)警、武器系統(tǒng)的控制、多軍兵種協(xié)同作戰(zhàn)的通信聯(lián)絡(luò)和指揮都要依靠C3I系統(tǒng)來完成。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中,實施電子干擾破壞敵方C3I系統(tǒng),使敵方雷達(dá)迷盲、武器系統(tǒng)失控、通信中斷、指揮失靈,在戰(zhàn)爭中就可使敵軍變成"瞎子"、"聾子"、"癱子"、而處于被動挨打的地位。當(dāng)前第20頁\共有477頁\編于星期日\20點.干擾破壞敵方雷達(dá)與制導(dǎo)武器系統(tǒng)
雷達(dá)與無線電制導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展,使火箭成為能夠跟蹤尋的摧毀目標(biāo)的導(dǎo)彈等的制導(dǎo)武器,使武器發(fā)生重大的變革。制導(dǎo)武器能夠自動摧毀遠(yuǎn)距目標(biāo),給現(xiàn)代戰(zhàn)爭帶來了嚴(yán)重的威脅。制導(dǎo)武器威力的發(fā)揮主要取決于它的命中率,能否擊中目標(biāo)主要取決于制導(dǎo)雷達(dá)和導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)的工作效能。電子干擾裝備就是用來干擾破壞雷達(dá)與制導(dǎo)武器系統(tǒng)的正常工作,使制導(dǎo)武器失控而不能擊中目標(biāo)。電子干擾裝備不僅能干擾破壞各種防空導(dǎo)彈和反艦導(dǎo)彈,還可以干擾破壞巡航導(dǎo)彈,使它不能擊中作戰(zhàn)目標(biāo)。當(dāng)前第21頁\共有477頁\編于星期日\20點.
干擾破壞光電精確制導(dǎo)武器系統(tǒng)
光電技術(shù)的發(fā)展在軍事裝備與武器系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用,目前有60%以上的制導(dǎo)武器系統(tǒng)采用光電制導(dǎo)技術(shù),從而使現(xiàn)代制導(dǎo)武器的精度和命中率大大提高,對現(xiàn)代戰(zhàn)爭帶來了更大的威脅。但是能夠有效的對抗精確制導(dǎo)武器的仍是電子干擾裝備,它可以擾亂、欺騙、干擾破壞光電精確制導(dǎo)武器系統(tǒng),使精確制導(dǎo)武器系統(tǒng)失控或偏離目標(biāo),而不能發(fā)揮其威力。另外采用光電干擾欺騙和偽裝,可以保護(hù)已方主要軍事目標(biāo)和武器裝備。在美國的《美軍野戰(zhàn)條令》中指出,采取光電偽裝的坦克,可使反坦克導(dǎo)彈的命中率降低50%,偽裝良好的兵器先敵開火,取勝率可提高2~9倍。當(dāng)前第22頁\共有477頁\編于星期日\20點.干擾破壞火炮發(fā)射的引信炮彈
無線電引信技術(shù)的發(fā)展,研制出了各種引信炮彈,在戰(zhàn)場上為了提高炮彈的殺傷威力,現(xiàn)代使用的炮彈大量采用引信炮彈,這種引信炮彈在戰(zhàn)場上殺傷威力很大。為了對抗這種威力很大的引信炮彈,從而研制出了引信干擾機(jī)。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中,使用引信干擾機(jī),發(fā)射某一干擾頻率的電磁波,形成一個電磁波束干擾屏障,可以干擾破壞在同一頻率范圍內(nèi)的所有的引信炮彈,使炮彈在空中爆炸而穿不過這一電磁波束屏障,從而使炮彈不能發(fā)揮威力與效能。
當(dāng)前第23頁\共有477頁\編于星期日\20點.干擾破壞海上作戰(zhàn)平臺與武器系統(tǒng)
海上作戰(zhàn)平臺主要有航空母艦和各種艦艇。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中使用大功率寬頻段電子干擾裝備,壓制敵方航空母艦和艦艇上的雷達(dá)、導(dǎo)航、敵我識別、通信和指揮控制系統(tǒng),使雷達(dá)迷盲、導(dǎo)航迷向、通信中斷、指揮控制系統(tǒng)失控,軍艦無法作戰(zhàn),航母上的飛機(jī)無法起飛,即使起飛也無法進(jìn)行作戰(zhàn),甚至難以返航和降落,因為導(dǎo)航著落系統(tǒng)也被干擾。另外,在強(qiáng)大的壓制性電子干擾情況下,航空母艦和艦艇很難發(fā)射反艦導(dǎo)彈和巡航導(dǎo)彈,即使發(fā)射了也是盲目的,很難擊中目標(biāo)。
當(dāng)前第24頁\共有477頁\編于星期日\20點.干擾破壞空中作戰(zhàn)平臺和武器系統(tǒng)
空中作戰(zhàn)平臺主要是轟炸機(jī)、戰(zhàn)斗機(jī)、預(yù)警機(jī)、武裝直升飛機(jī)等。現(xiàn)代作戰(zhàn)飛機(jī)的作戰(zhàn)效能不僅依靠飛機(jī)的機(jī)械性能,而更主要的是依靠先進(jìn)的機(jī)載電子裝備與武器系統(tǒng)。電子裝備與系統(tǒng)構(gòu)成了現(xiàn)代飛機(jī)的"大腦"、"耳目"與"神經(jīng)"系統(tǒng)。干擾破壞敵方作戰(zhàn)飛機(jī)的電子裝備和武器系統(tǒng),可使敵方的機(jī)載雷達(dá)迷盲,變成"瞎子"。干擾破壞導(dǎo)航系統(tǒng),可使敵機(jī)"迷向",不能起飛和降落。干擾破壞敵我識別系統(tǒng),可使敵機(jī)分不清敵我,無法進(jìn)行空戰(zhàn)。干擾敵機(jī)通信設(shè)備,可使敵機(jī)變成"聾子"和"啞巴",無法進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)、引導(dǎo)和指揮飛機(jī)作戰(zhàn)。干擾破壞敵機(jī)機(jī)載火控系統(tǒng),可使作戰(zhàn)飛機(jī)的武器系統(tǒng)失控和"癱瘓",從而使飛機(jī)處于被動挨打的地位。當(dāng)前第25頁\共有477頁\編于星期日\20點2.電子防護(hù)(EP)電子防護(hù)是電子對抗的防御部分,是為保護(hù)已方人員、裝備、設(shè)施遭受敵方或友方電子戰(zhàn)的損害所采取的行動。EP比傳統(tǒng)的ECCM增加了對友方電子戰(zhàn)的防護(hù),并采取對敵方的電子偵察設(shè)備主動電子進(jìn)攻以掩護(hù)己方電子活動的策略。
它包括:電磁抗干擾、電磁加固、頻率分配、信號加密、反隱身等,以及干擾敵方的電子偵察設(shè)備及其他的電子反對抗技術(shù)或方法。當(dāng)前第26頁\共有477頁\編于星期日\20點3.電子戰(zhàn)支援(ES)電子戰(zhàn)支援是由指揮員授權(quán)、或直接控制電子偵察設(shè)備對敵方有意或無意輻射的電磁能量進(jìn)行搜索、截獲、識別定位、辨識直接的威脅,為電子戰(zhàn)作戰(zhàn)和其他戰(zhàn)術(shù)行動服務(wù)。ES比傳統(tǒng)的ESM更加強(qiáng)調(diào)電子偵察情報與其他情報資源的綜合運用,以便向指揮員提供更豐富、更準(zhǔn)確的戰(zhàn)術(shù)情報支援。它包括:信號情報(電子情報、通信情報等)威脅告警(雷達(dá)告警、光電告警等)測向定位(雷達(dá)測向、通信測向、光電測向等)當(dāng)前第27頁\共有477頁\編于星期日\20點當(dāng)前第28頁\共有477頁\編于星期日\20點與此相關(guān)的電子戰(zhàn)術(shù)語還有:4.指揮和控制戰(zhàn)
(CommandandControlWarfare)C2W:
在情報相互支援下綜合運用作戰(zhàn)保密、軍事欺騙、心理戰(zhàn)、電子戰(zhàn)和實體摧毀手段,不讓敵方指揮和控制能力獲得信息,影響、削弱或破壞敵方指揮和控制能力,同時保護(hù)己方指揮和控制能力不受這類行動的危害。C2W適應(yīng)于整個作戰(zhàn)領(lǐng)域和所有級別的沖突。C2W具有進(jìn)攻性和防御性。6.計算機(jī)、通信、指揮和控制戰(zhàn)(Computer、Communication、CommandandControlWarfare)C4W:5.C2防護(hù):
依靠己方優(yōu)勢或挫敗敵方,不讓己方C2系統(tǒng)獲取信息,影響、削弱或破壞己方C2系統(tǒng)的企圖,保證有效指揮和控制己方兵力。當(dāng)前第29頁\共有477頁\編于星期日\20點1.1.2電子對抗分類1.按使用電子對抗設(shè)備類型分為:無線電通信對抗、雷達(dá)對抗、制導(dǎo)對抗、引信對抗、光電對抗和水聲對抗等。
2.按配置部位又可分為外層空間對抗、空中對抗、地面(包括海面)對抗和水下對抗。
3.
從無線電頻域上可將電子對抗分為聲學(xué)對抗(從次聲波至超聲波)、射頻對抗(3MHz~300GHz)
、光電對抗(300GHz以上)。電子對抗包含了使用電磁頻譜進(jìn)行對抗的各個領(lǐng)域,內(nèi)容十分豐富,有多種分類方法。當(dāng)前第30頁\共有477頁\編于星期日\20點在軍事對抗領(lǐng)域中通常有“四大電子對抗”,它們是:
通信對抗
雷達(dá)對抗
制導(dǎo)對抗
引信對抗雷達(dá)對抗是為了破壞敵方的偵察系統(tǒng)制導(dǎo)對抗是為了破壞敵方武器的命中系統(tǒng)引信對抗是為了破壞敵方武器的終端毀傷系統(tǒng)通信對抗是為了破壞敵方的指揮系統(tǒng)
這射頻對抗領(lǐng)域中的“四大電子對抗”,它們具有相同的重要性和不同的時效性當(dāng)前第31頁\共有477頁\編于星期日\20點表1-1常用頻段劃分表1.2無線電電子對抗頻段劃分標(biāo)記頻率/MHz波長/m按1947年國際協(xié)議對應(yīng)的名稱VLF0.01-0.0330000-10000超長波,(超低頻)LF0.03-0.310000-1000長波,(低頻)MF0.3-31000-100中波,(中頻)HF3-30100-10短波,(高頻)VHF30-30010-1米波,(甚高頻)超短波UHF300-30001-0.1分米波,(特高頻)SHF3000-300000.1-0.01厘米波,(超高頻)微波EHF30000以上短于0.01毫米波,(極高頻)當(dāng)前第32頁\共有477頁\編于星期日\20點波段名稱頻率范圍據(jù)國際電信聯(lián)盟的規(guī)定Ⅱ區(qū)的雷達(dá)頻段HF3~30MHzVHF30~300MHz138~144MHz,216~225MHzUHF300~1000MHz420~450MHz,890~942MHzL1000~2000MHz1215~1400MHzS2000~4000MHz2300~2500MHz,2700~3700MHzC4000~8000MHz5250~5925MHzX8000~12000MHz8500~10680MHzKu12~18GHz13.4~14.0GHz,15.7~17.7GHzK18~27GHz24.05~24.25GHzKa27~40GHz33.4~36.0GHzV40~75GHz59~64GHzW75~110GHz76~81GHz,92~100GHz毫米波110~300GHz126~142GHZ,144~149GHz231~235GHz,238~248GHz表1標(biāo)準(zhǔn)的雷達(dá)頻率命名法當(dāng)前第33頁\共有477頁\編于星期日\20點
每個頻段都有其自身特有的性質(zhì),從而使它比其他頻段更適合于某些應(yīng)用場合。高頻(HF:
3-30MHz)
在這個頻段上,大功率器件比較容易實現(xiàn),接收機(jī)的頻率穩(wěn)定度及其相關(guān)的動目標(biāo)顯示性能也容易做好,盲速不易出現(xiàn)。另外高頻電磁波的一個重要特性是它能被電離層折射,因此,可實現(xiàn)超視距目標(biāo)檢測。但在高頻段,窄波束寬度要采用大型天線,外界自然噪聲大,可用的帶寬窄,并且民用設(shè)備廣泛使用電磁頻譜的這一部分。此外,波長長意味著許多有用的目標(biāo)位于瑞利區(qū),在該區(qū)內(nèi)目標(biāo)的尺寸比波長小,因此,目標(biāo)的截面積在HF頻率條件下比在微波條件下小。當(dāng)前第34頁\共有477頁\編于星期日\20點甚高頻(VHF:
30-300MHz):
與HF頻段一樣,VHF頻段很擁擠,帶寬窄,外部噪聲高,波束寬。因此,雷達(dá)很少采用該頻段。超高頻(UHF:
300-3000MHz):
與VHF相比,超高頻段外部噪聲低,波束也較窄,并且也不受氣候的困擾,接收機(jī)具有良好的動目標(biāo)顯示能力。但這個頻段也有通信和電視電磁波的干擾,接收機(jī)頻率的選擇和濾波同樣十分重要。L波段(1.0~2.0GHz):
它是地面遠(yuǎn)程對空警戒雷達(dá)首選的頻段,該頻段的雷達(dá)作用距離遠(yuǎn),外部噪聲較低,天線尺寸不太大,角分辨力也較好。目前GPS(即全球定位系統(tǒng))衛(wèi)星使用1.57442GHz和1.22760GHz作為衛(wèi)星導(dǎo)航定位的載波。當(dāng)前第35頁\共有477頁\編于星期日\20點S波段(2.0~4.0GHz):
是目前雷達(dá)使用較多的頻段,遠(yuǎn)距離的警戒引導(dǎo)雷達(dá)和中距離的跟蹤雷達(dá)均可使用這一頻段。在這個頻段內(nèi),電磁波受氣象條件的影響已變得明顯起來。MTI(MovingTargetIndicationsRadar)雷達(dá)出現(xiàn)的盲速數(shù)量增多,從而使MTI的性能變差。通常比S波段低的頻率適合于對空警戒(大空域內(nèi)探測和低數(shù)據(jù)率跟蹤多目標(biāo)),S波段以上的頻率更適合于信息收集。C波段(4.0~8.0GHz):
C波段介于S波段和X波段之間,可看作是二者的折中。但是在該頻段或更高的頻率上實現(xiàn)遠(yuǎn)程對空警戒很困難。該頻段常用于導(dǎo)彈精確跟蹤的遠(yuǎn)程精確制導(dǎo)雷達(dá)中。多功能相控陣防空雷達(dá)和中程氣象雷達(dá)也使用該頻段。這個頻段的接收機(jī)許多關(guān)鍵電路的設(shè)計要采用分布參數(shù)。當(dāng)前第36頁\共有477頁\編于星期日\20點X波段(8.0~12.5GHz):
X波段是軍用武器控制(跟蹤)雷達(dá)和民用雷達(dá)的常用頻段。艦載導(dǎo)航和領(lǐng)航、惡劣氣象規(guī)避、多卜勒導(dǎo)航和警用測速都使用X波段。X波段雷達(dá)的帶寬寬,從而可產(chǎn)生窄脈沖(或?qū)拵}沖壓縮),并可用尺寸相對小的天線產(chǎn)生窄波束,S波段、C波段和X波段較嚴(yán)重的氣象干擾影響了雷達(dá)接收機(jī)的動目標(biāo)性能。然而對氣象雷達(dá)而言,云雨的反射回波恰恰是所需要的信號,所以氣象雷達(dá)一般都工作在S、C和X波段。Ku、K和Ka波段(12.5~40GHz):以水蒸氣的吸收頻率為界將K波段細(xì)分為兩個頻段,低端用Ku表示,高端用Ka表示。這些頻段帶寬寬,且用小孔徑天線可獲得窄波束。但在該波段難于產(chǎn)生和輻射大的功率,由于雨雜波和大氣衰減的限制,工作在較高頻率越加困難。所以,使用該頻段的雷達(dá)不多見。但用于機(jī)場地面交通定位和控制的機(jī)場場面探測雷達(dá)由于要求高分辨力,它們工作在Ku波段。因為作用距離近,該波段特性的缺點并不重要。當(dāng)前第37頁\共有477頁\編于星期日\20點毫米波波段(40GHz以上):當(dāng)頻率為60GHz時,由于大氣中氧氣吸收產(chǎn)生的異常衰減,排除了雷達(dá)在其鄰近頻率的應(yīng)用。因而94GHz頻率(3mm波長)通常代表毫米波雷達(dá)的“典型”頻率。實際上,所謂“傳播窗口”(94GHz)處的衰減同樣大于2.22GHz水蒸氣吸收頻率點處的衰減。毫米波雷達(dá)更適合于工作在沒有大氣衰減的空間雷達(dá)。對近程應(yīng)用,當(dāng)衰減不大且可承受時,人們在大氣層內(nèi)的近程雷達(dá)(如毫米波引信)中也考慮采用這些頻率。當(dāng)前第38頁\共有477頁\編于星期日\20點1.3電子對抗(電子戰(zhàn))發(fā)展歷程
第一次世界大戰(zhàn)第二次世界大戰(zhàn)20世紀(jì)50年代至70年代越南戰(zhàn)爭和中東戰(zhàn)爭20世紀(jì)80年代至90年代海灣戰(zhàn)爭和科索沃戰(zhàn)爭21世紀(jì)初期阿富汗戰(zhàn)爭和伊拉克戰(zhàn)爭早期的電子戰(zhàn)形式,主要應(yīng)用無線電通信偵察、測向和干擾雷達(dá)對抗應(yīng)用于實戰(zhàn),在重大戰(zhàn)役中開始綜合運用電子戰(zhàn)光電對抗問世,發(fā)展了系統(tǒng)的電子作戰(zhàn)理論方式、戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)、裝備和組織,電子戰(zhàn)成為非常重要的作戰(zhàn)力量反輻射武器問世,電子戰(zhàn)裝備成為作戰(zhàn)武器。這是電子戰(zhàn)概念、理論、技術(shù)、裝備和作戰(zhàn)行動的重要發(fā)展時期。體現(xiàn)了現(xiàn)代戰(zhàn)爭中以電子戰(zhàn)為先導(dǎo)并貫穿戰(zhàn)爭始終的戰(zhàn)役、戰(zhàn)術(shù)思想。信息戰(zhàn)已經(jīng)初露端倪?,F(xiàn)代電子戰(zhàn)概念基本形成,未來戰(zhàn)爭必將以奪取全譜戰(zhàn)斗空間的信息優(yōu)勢為主線來展開,電子戰(zhàn)已經(jīng)發(fā)展成為一種獨立的作戰(zhàn)方式,是不對稱戰(zhàn)爭環(huán)境中具有信息威懾能力的主戰(zhàn)武器和作戰(zhàn)力量之一。當(dāng)前第39頁\共有477頁\編于星期日\20點1.日俄海戰(zhàn)初露鋒芒2.第二次世界大戰(zhàn)3.越南戰(zhàn)爭電子對抗4.美利戰(zhàn)爭軟硬兼施5.海灣戰(zhàn)爭6.伊拉克戰(zhàn)爭當(dāng)前第40頁\共有477頁\編于星期日\20點1.4電子對抗在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的地位和作用
1.電子對抗技術(shù)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的地位
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,各類武器裝備中電子技術(shù)含量不斷增加,電子對抗技術(shù)幾乎滲透到所有軍事領(lǐng)域中。戰(zhàn)場的偵察、監(jiān)視和警戒,目標(biāo)的跟蹤與識別,精確制導(dǎo)武器的制導(dǎo),武器系統(tǒng)的瞄準(zhǔn)與射擊,作戰(zhàn)部隊的指揮與協(xié)同等都是通過電子技術(shù)來實現(xiàn)的。誰掌握了“制電磁權(quán)”誰就掌握了戰(zhàn)爭的主動權(quán)?,F(xiàn)代戰(zhàn)爭中的實踐證明,電子對抗技術(shù)已貫穿于戰(zhàn)爭的全過程,是高技術(shù)武器的“倍增器”,是現(xiàn)代戰(zhàn)爭中一種重要的作戰(zhàn)手段,對戰(zhàn)爭的進(jìn)程和結(jié)局將產(chǎn)生重要影響。電子對抗技術(shù)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中將發(fā)揮更大作用。當(dāng)前第41頁\共有477頁\編于星期日\20點2.電子對抗技術(shù)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的作用1)獲取敵方軍事情報2)破壞敵方作戰(zhàn)指揮3)掩護(hù)突防和攻擊4)保護(hù)重要目標(biāo)5)保障己方電子設(shè)備正常工作電子偵察系統(tǒng)集聲、光、電技術(shù)于一體,從水下到海上,從地面到太空,到處都部署著電子偵察探測設(shè)備。通過電子偵察,獲取敵方電子設(shè)備的有關(guān)技術(shù)參數(shù)、數(shù)量和配置位置的情報,從而判斷敵方兵力部署和行動意圖,為我方制定作戰(zhàn)計劃提供依據(jù)。無線電通信仍是軍隊作戰(zhàn)指揮的主要手段之一。在陸、海、空軍協(xié)同作戰(zhàn)、坦克集群突防、飛機(jī)或艦艇編隊行動、空降作戰(zhàn)、海上登陸作戰(zhàn)以及軍隊被圍時,無線電通信是唯一的通信手段。對敵方無線電通信設(shè)備進(jìn)行有效的干擾,使敵方的指揮通信中斷、癱瘓,將嚴(yán)重削弱敵軍的戰(zhàn)斗力。在現(xiàn)代戰(zhàn)場上,雷達(dá)擔(dān)負(fù)著對空、對海警戒,搜索、跟蹤目標(biāo)等眾多任務(wù)。對敵方雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行有效的電子干擾,使其難以發(fā)現(xiàn)目標(biāo)或發(fā)現(xiàn)的是假目標(biāo),無法控制武器進(jìn)行攻擊,從而達(dá)到減少被敵打擊的機(jī)會、掩護(hù)己方部隊進(jìn)攻和突防的目的。在一些重要目標(biāo)的附近部署雷達(dá)干擾設(shè)備,干擾敵方機(jī)載雷達(dá)和制導(dǎo)武器的末制導(dǎo)雷達(dá),以降低其命中精度。干擾敵方的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng),使敵制導(dǎo)武器失控。設(shè)置反雷達(dá)、反紅外偽裝等,以保護(hù)己方炮兵陣地、導(dǎo)彈發(fā)射陣地等重要目標(biāo)。戰(zhàn)場上情況瞬息萬變,指揮員需要盡快得到各種情報信息,以便采取多種行之有效的反偵察、反干擾、反摧毀等防御措施,保障己方無線電通信迅速、準(zhǔn)確、保密、不間斷,雷達(dá)和制導(dǎo)兵器控制自如,這對于取得作戰(zhàn)的勝利具有重要意義。當(dāng)前第42頁\共有477頁\編于星期日\20點3.電子對抗技術(shù)對現(xiàn)代戰(zhàn)爭的影響1)戰(zhàn)場環(huán)境更加錯綜復(fù)雜2)交戰(zhàn)雙方力量對比產(chǎn)生重大影響3)對作戰(zhàn)進(jìn)程產(chǎn)生重大影響4)促進(jìn)作戰(zhàn)方式的變革電子對抗技術(shù)在高技術(shù)戰(zhàn)爭中的運用使戰(zhàn)場環(huán)境更趨復(fù)雜。一是戰(zhàn)場由海、陸、空向電磁空間擴(kuò)展,交戰(zhàn)雙方不但在有形的地面空間戰(zhàn)場上激烈拼殺,而且在無形的電磁空間中進(jìn)行電磁拼殺斗爭。二是電子戰(zhàn)滲透到陸、海、空、天幾乎所有的作戰(zhàn)系統(tǒng),貫穿于現(xiàn)代戰(zhàn)爭始終。世界近期的幾場局部戰(zhàn)爭結(jié)果表明,武器設(shè)備和人員數(shù)量占優(yōu)勢,而電子對抗能力弱的一方,不是真正的優(yōu)勢。因為武器系統(tǒng)中電子技術(shù)的進(jìn)步與落后,電子對抗能力的強(qiáng)弱,已經(jīng)成為改變軍事力量對比的重要因素。在海灣戰(zhàn)爭中,伊拉克在兵力數(shù)量上占優(yōu)勢,武器裝備也不是很落后,多國部隊卻能長驅(qū)直入,在很短的時間內(nèi)取得勝利,重要的原因之一就是依賴電子壓制的掩護(hù),將幾十萬部隊進(jìn)行大范圍、遠(yuǎn)距離的機(jī)動,對伊軍達(dá)成了戰(zhàn)役的合圍。開戰(zhàn)后又成功地干擾壓制了伊軍地面戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng),使其指揮陷于癱瘓,地面部隊形如散沙,難以形成戰(zhàn)斗力?,F(xiàn)代戰(zhàn)爭必然是以電子對抗為先導(dǎo),并貫穿于戰(zhàn)爭全過程,甚至在戰(zhàn)爭打響之前就已經(jīng)進(jìn)行著激烈的對抗。電子對抗為及時獲取對方軍事情報,達(dá)成戰(zhàn)爭的突然性和攻擊的準(zhǔn)確性奠定了堅實的基礎(chǔ)。電子對抗裝備和作戰(zhàn)武器的綜合運用,使軍隊的遠(yuǎn)戰(zhàn)能力和攻擊能力大大增強(qiáng),武器命中精度大大提高,戰(zhàn)略意圖“一步到位”的可能性增大,使戰(zhàn)爭的進(jìn)程得以有效地控制,速戰(zhàn)速決成為可能??扑魑謶?zhàn)爭,由于美國和北約掌握了戰(zhàn)場的制電磁權(quán),并以此贏得了制空權(quán),從而牢牢地控制住戰(zhàn)場,主導(dǎo)著整個戰(zhàn)場,不僅掌握著戰(zhàn)場的節(jié)奏,而且掌握著襲擊的時間表。這表明戰(zhàn)爭和戰(zhàn)場的透明化。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中,電子對抗的運用將決定戰(zhàn)爭的進(jìn)程,乃至戰(zhàn)爭的勝利。電子對抗手段的運用,為戰(zhàn)爭的實踐提供了寶貴的經(jīng)驗,極大地促進(jìn)了傳統(tǒng)作戰(zhàn)方式的變革。電子對抗已從過去的作戰(zhàn)手段發(fā)展為直接的軍事打擊力量。這就勢必促成電子對抗與情報戰(zhàn)、火力戰(zhàn)等軟硬一體的新的作戰(zhàn)方式出現(xiàn)。與此同時,電子對抗技術(shù)的廣泛運用,正促成傳統(tǒng)的作戰(zhàn)方式發(fā)生重大變革。自海灣戰(zhàn)爭之后,地面交戰(zhàn)和空中攻擊的時間比例日趨懸殊,特別是科索沃戰(zhàn)爭,使空戰(zhàn)取勝成為現(xiàn)實,戰(zhàn)略空襲已構(gòu)成獨立的戰(zhàn)爭階段;具有攻防能力的遠(yuǎn)程武器系統(tǒng)將“短兵相接”的近戰(zhàn)轉(zhuǎn)向遠(yuǎn)程作戰(zhàn)為主;各種先進(jìn)的飛機(jī)可以晝夜不停地實施空襲作戰(zhàn),將晝間作戰(zhàn)轉(zhuǎn)向夜戰(zhàn)為主等。隨著計算機(jī)技術(shù)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用,網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)走向了戰(zhàn)爭的舞臺,網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)的出現(xiàn)對未來高技術(shù)局部戰(zhàn)爭的作戰(zhàn)樣式、作戰(zhàn)形態(tài)都產(chǎn)生重要而深刻的影響。這些作戰(zhàn)樣式的改變,在很大程度上都得益于電子技術(shù),特別是電子對抗系統(tǒng)效能的充分發(fā)揮。當(dāng)前第43頁\共有477頁\編于星期日\20點4.電子對抗技術(shù)的發(fā)展趨勢1)電子對抗的手段向一體化和通用化方向發(fā)展2)電子對抗的重點向C4ISR一體化系統(tǒng)和反精確制導(dǎo)武器方向發(fā)展3)電子對抗的領(lǐng)域?qū)⒉粩嗤卣梗聵邮讲粩喑霈F(xiàn)4)電子對抗的電磁頻譜向全頻段發(fā)展高技術(shù)戰(zhàn)爭的綜合戰(zhàn)場是以高技術(shù)電子兵器的綜合應(yīng)用為特征的,它將導(dǎo)致未來的軍事對抗和電子對抗的內(nèi)容、模式和概念發(fā)生深刻的變化。未來的電子對抗中,空地、空海一體和陸、海、空、天、電一體化和通用化方向發(fā)展,使電子戰(zhàn)系統(tǒng)實現(xiàn)資源共享,對抗手段互通,提高電子對抗裝備的綜合能力。電子對抗的主要目標(biāo)是指揮、控制、通信及情報系統(tǒng),防空(指揮)雷達(dá)系統(tǒng),武器制導(dǎo)(指揮)系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)中最重要的是指揮、控制、通信、計算機(jī)、情報以及監(jiān)視、偵察系統(tǒng)即C4ISR系統(tǒng)。C4ISR系統(tǒng)是國家及軍隊威懾力量的重要組成部分,是現(xiàn)代軍隊的神經(jīng)中樞。C4ISR系統(tǒng)一旦遭到破壞,后果不堪設(shè)想。電子對抗的重點向C4ISR一體化方向發(fā)展。精確制導(dǎo)武器具有極高的命中率和較好的作戰(zhàn)效能,是未來高技術(shù)戰(zhàn)爭重要武器裝備之一。精確制導(dǎo)武器的命中率取決于它的制導(dǎo)系統(tǒng)。制導(dǎo)系統(tǒng)是由電磁波、紅外或激光傳感器來引導(dǎo),因此,對付它的最有效手段就是電子對抗,尤其是綜合電子對抗系統(tǒng)。一批圍繞制導(dǎo)與反制導(dǎo)的新的電子對抗裝備或系統(tǒng),將成為電子對抗技術(shù)發(fā)展的重要內(nèi)容。在高新技術(shù)的推動下,電子對抗的裝備將不斷發(fā)展更新,電子對抗領(lǐng)域?qū)⒉粩嗤卣埂R皇怯嬎銠C(jī)病毒等將成為電子戰(zhàn)的新領(lǐng)域;二是定向能武器可望成為電子戰(zhàn)的又一“拳頭”;三是電磁脈沖彈將成為電子設(shè)備的新“克星”;四是網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)將成為信息爭奪的重要平臺。由于雷達(dá)偵察技術(shù)向擴(kuò)展頻段、提高測向及測頻精度、增強(qiáng)信號處理能力方向發(fā)展,所以未來的電磁斗爭頻譜將向全頻段發(fā)展。當(dāng)前第44頁\共有477頁\編于星期日\20點1.5電子對抗理論與方法要解決的三大問題
電子對抗中的偵察接收問題
電子對抗中的干擾問題
電子對抗中的抗干擾問題
本課程將圍繞這三大問題展開討論。
當(dāng)前第45頁\共有477頁\編于星期日\20點第2章電子對抗中的偵收技術(shù)
2.1概述2.2無線電信號頻率偵測技術(shù)2.3對無線電輻射源的定向技術(shù)2.4對無線電輻射源的定位技術(shù)2.5偵收系統(tǒng)的作用距離當(dāng)前第46頁\共有477頁\編于星期日\20點2.1概述
電子偵收是獲取軍事情報的重要手段,也是實施電子進(jìn)攻和電子戰(zhàn)摧毀的前提。電子偵收是用電子偵察裝備對敵方軍事電子設(shè)備輻射的電磁信號進(jìn)行截獲、檢測、分析、識別、定位,以便確定敵方軍事電子設(shè)備及其相關(guān)平臺對己方的威脅程度,為己方指揮決策和電子戰(zhàn)裝備設(shè)計提供情報支援。當(dāng)前第47頁\共有477頁\編于星期日\20點電子偵收的首要任務(wù)是確定敵方輻射信號的頻率和輻射源位置,通常由電子偵察接收機(jī)來完成這一任務(wù)。電子偵察接收機(jī)可以分為四種類型:寬開式接收機(jī)掃描接收機(jī)信道化接收機(jī)半寬開自適應(yīng)接收機(jī)能夠瞬時地不加排斥地接收所有可偵測范圍內(nèi)的各種信號
在整個可偵測范圍內(nèi)用多個小窗口同時工作,其窗口總和瞬時覆蓋整個偵測范圍在可偵測的信號范圍內(nèi)只開了一個小窗口接收信號在被偵測范圍內(nèi)開一個大小和位置將被自適應(yīng)控制的窗口接收信號當(dāng)前第48頁\共有477頁\編于星期日\20點典型自動化電子偵察系統(tǒng)(FRS-2904)的結(jié)構(gòu)如圖2-1所示.接收機(jī)定向器頻率測定分機(jī)分析分機(jī)存儲器輸出裝置圖2-1自動化電子偵察系統(tǒng)框圖當(dāng)前第49頁\共有477頁\編于星期日\20點電子偵察接收機(jī)參數(shù)有:——覆蓋的頻率范圍;——調(diào)諧時間(在單位時間內(nèi)鎖定和記錄信號數(shù)量的能力);——在頻域搜索被偵察信號方式;——發(fā)現(xiàn)信號概率(與其相關(guān)的特征參數(shù):如門限信號、透過概率、噪聲電平)。(是指在一定的時間內(nèi)。)當(dāng)前第50頁\共有477頁\編于星期日\20點信號參數(shù)包含有:——空間信號參數(shù):定向參數(shù)、電子系統(tǒng)的角坐標(biāo)、被偵察對象的運動速度和加速度;——時間參數(shù):脈沖信號寬度、脈沖信號重復(fù)周期;——頻率參數(shù):載頻、副載頻和信號頻譜的其他特征頻率、輻射信號譜寬、輻射信號局部最大譜線的特征參數(shù);——結(jié)構(gòu)參數(shù):信號調(diào)制的形式和深度、信號極化形式。機(jī)載和星載偵察設(shè)備進(jìn)行分析和確定的信號參數(shù)將由遙測線路傳輸下來。
當(dāng)前第51頁\共有477頁\編于星期日\20點2.2無線電信號頻率偵測技術(shù)
對無線電信號頻率的偵測主要由專用的無線電接收機(jī)來完成,現(xiàn)代測頻技術(shù)主要包括:當(dāng)前第52頁\共有477頁\編于星期日\20點2.2.1晶體視頻接收機(jī)(CrystalVideoReceiver)
射頻放大檢波器視頻放大比較器門限電壓窄帶可調(diào)諧射頻濾波器圖2-2簡單晶體視頻接收機(jī)示意圖特點:靈敏度差、廉價。被用于在電子戰(zhàn)環(huán)境中截獲和監(jiān)視信號。由于起初檢波器都是由晶體管做的,且射頻信號被直接檢波以產(chǎn)生視頻,因此,稱為晶體視頻接收機(jī)。
當(dāng)前第53頁\共有477頁\編于星期日\20點晶體視頻接收機(jī)可覆蓋很寬的射頻帶寬(寬開測頻接收機(jī)),典型值為幾個倍頻程,因此,具有高截獲概率(POI)。但一般晶體視頻接收機(jī)靈敏度較低,如,一部頻率覆蓋幾GHz、增益有限的晶體視頻接收機(jī)的典型靈敏度在-30dBm,且它不能確定輸入信號的頻率,即不能從頻率上區(qū)分輸入信號。為改善頻率選擇性,在有些應(yīng)用場合,在檢波器之前插入一個預(yù)選濾波器來限制輸入射頻帶寬。預(yù)選濾波器可以提供輸入信號的粗頻率信息,同時具有降低噪聲帶寬之功效。但濾波器所引入的額外損耗將部分抵消降低噪聲帶寬的效果。當(dāng)前第54頁\共有477頁\編于星期日\20點
簡單視頻接收機(jī)通常也和梳狀濾波器一起使用。如圖2-3為梳狀濾波器晶體視頻接收機(jī)原理框圖。
分路器F1D1A1F2D2A2FnDnAn……….
信號處理F-濾波器D-檢波器A-放大器圖2-3梳狀濾波器晶體視頻接收機(jī)框圖當(dāng)前第55頁\共有477頁\編于星期日\20點
簡單晶體視頻接收機(jī)的靈敏度主要取決于檢波器特性和射頻放大器的噪聲系數(shù),因此其靈敏度受射頻增益限制。目前,已有能覆蓋很寬頻帶的單片微波集成電路(MMIC:MonolithicMicrowaveIntegratedCircuit)射頻放大器,能應(yīng)用于晶體視頻接收機(jī)。
通常用二極管作為檢波器。理想二極管的電流電壓關(guān)系如下式表示:
其中IS是二極管正向飽和電流、n是略大于但很接近于1的參數(shù)、k是波爾茨曼常數(shù)(1.3810-23J/K)、T是溫度(常溫290K)、q是電荷量(1.6110-19C)。(二極管I-V曲線略)二極管的帶寬受寄生電阻和電容的限制。
當(dāng)前第56頁\共有477頁\編于星期日\20點
二極管檢波器根據(jù)其工作狀態(tài)可分為兩類:平方律檢波器(也稱小信號檢波器)和線性檢波器(也稱大信號或峰值檢波器)。在平方律檢波器中,輸出電壓正比于輸入電壓的平方,即輸出電壓正比于輸入功率。
V0=AVi2=APiA為比例常數(shù)。在線性檢波器中,輸出電壓由下式給出:
V0=BViB是比例常數(shù)。當(dāng)前第57頁\共有477頁\編于星期日\20點
實際的二極管檢波器包括平方律區(qū)和線性區(qū)兩部分。在輸入功率電平較低時,檢波器工作于平方律區(qū),而在輸入功率電平較高時,檢波器工作于線性區(qū)。在晶體視頻接收機(jī)中,檢波器通常根據(jù)不同的輸入功率電平而工作在這兩個區(qū)。如果檢波器前的射頻放大器飽和,那么至檢波器的輸入可能保持在一恒定電平,在這種情況下,檢波器通常設(shè)計工作在線性區(qū)。通常,為獲得探測一個脈沖所要求的探測概率(Pd)和虛警概率(Pfa),或者為獲得測量參數(shù)所需的精度,就要求在接收機(jī)的輸出端(檢波器輸出端)有一定的信噪比(SNR)。視頻接收機(jī)的輸入端信號必須比噪聲高出某個所需的比值。在晶體管視頻接收機(jī)中,忽略與分析無關(guān)的比例常數(shù),可以認(rèn)為輸出信號So為(平方律檢波器):
SO=(SiGRF)2
其中:Si是天線收集到的輸入信號,GRF是射頻放大器的增益。當(dāng)前第58頁\共有477頁\編于星期日\20點輸出噪聲No,它由三部分組成:
N0=NN+Nim+Nd其中:
,它是由輸入噪聲Ni引起的Ni=kTBRFF,BV是視頻帶寬,F(xiàn)是RF放大器噪聲系數(shù),BRF是射頻帶寬。是輸入信號Si與輸入噪聲Ni之間的互調(diào)引起的噪聲貢獻(xiàn)。是晶體視頻檢波器的噪聲貢獻(xiàn)。其中,F(xiàn)V是視頻噪聲系數(shù),M=2/Ro是檢波器品質(zhì)因數(shù),是檢波器開路電壓靈敏度,Ro是檢波器視頻電阻。當(dāng)前第59頁\共有477頁\編于星期日\20點
如果射頻放大器是高增益的(即GRF>>1),則Nd可忽略。而且,當(dāng)BRF>>BV,時,則可寫成:
因此,輸出信噪比為:
在大多數(shù)應(yīng)用場合,晶體視頻接收機(jī)是用于檢測脈沖雷達(dá)信號而不是連續(xù)波信號。這類接收機(jī)測量的信號參數(shù)通常有:脈沖幅度、脈沖寬度和脈沖到達(dá)的時間(TOA)。
當(dāng)前第60頁\共有477頁\編于星期日\20點2.2.2搜索式超外差接收機(jī)(SweptSuperheterodyeReceiver)
特點:能夠搜索比較寬的射頻帶寬,并把該帶寬內(nèi)的所有信號分送到振幅和頻率分辨單元,以便確定被接收信號的輻射特性。在電子對抗測試試驗中,可用作電子干擾信號監(jiān)視器。這種接收機(jī)也能用作干擾機(jī)引導(dǎo)接收機(jī)。當(dāng)前第61頁\共有477頁\編于星期日\20點本振濾波器混頻器中頻放大檢波器視頻放大信號處理fRfIfL圖2-4搜索式超外差接收機(jī)的基本原理框圖
1.工作原理原理框圖如圖2-4所示:
在搜索過程中,為便于信號處理,要求差頻信號即中頻信號保持某一固定的頻率,因此,一般應(yīng)實現(xiàn)射頻濾波器與本振進(jìn)行統(tǒng)調(diào)。當(dāng)前第62頁\共有477頁\編于星期日\20點設(shè)射頻信號為:VR=ARsin(Rt+R)
本振信號為:VL=ALsin(Lt+L)混頻器輸出信號為:
混頻輸出產(chǎn)生兩個信號,一個是下邊帶信號(fR-fL),另一個是上邊帶信號(fR+fL)。如果(fRfL),稱為高端本振,且下邊帶頻率變?yōu)?fL-fR),上邊帶保持不變。設(shè)取下邊帶信號為中頻信號,濾除上邊帶信號,則中頻信號輸出為:當(dāng)前第63頁\共有477頁\編于星期日\20點
事實上,混頻器是一個非線性器件,除主信道中頻信號外,還將產(chǎn)生許多其他頻率(互調(diào)分量)信號。這些不期望的頻率分量稱為寄生響應(yīng),由此形成對主信道信號的干擾稱為混頻器的寄生信道干擾,或混頻器組合干擾。寄生頻率可由下式預(yù)測:
fS=mfL+nfR
其中m,n為任意整數(shù),可正可負(fù),但寄生頻率fS必須為正。當(dāng)前第64頁\共有477頁\編于星期日\20點
若在變頻器中采用雙平衡混頻器,為使頻帶內(nèi)的寄生響應(yīng)最小,則本振信號功率比輸入射頻功率高20dB以上。通常,在下變頻過程中,fL和fR都高于fI,因此,只有兩輸入信號的諧波差才能產(chǎn)生干擾fS。如果fR/fL之比大于0.85,則可能的寄生響應(yīng)fS的數(shù)量最少,且所有寄生響應(yīng)都是高次寄生響應(yīng),因此其幅度相對于中頻輸出較小。當(dāng)前第65頁\共有477頁\編于星期日\20點
上變頻情況相對復(fù)雜。通常要求fI略高于fL,以使本振頻率的任何次諧波都在中頻波段外。但在中頻輸出中仍可能存在射頻的諧波。如果使fI/fR之比為一偶數(shù),則可利用雙平衡混頻器的工作特性來降低諧波污染的電平。在雙平衡混頻器中,對輸入信號的偶次諧波的抑制強(qiáng)于奇次諧波,且小功率輸入射頻信號的諧波隨諧波次數(shù)而迅速下降。對于上變頻情況,如果fL/fI之比約大于0.88,則寄生響應(yīng)fS的量最小。但當(dāng)fL/fI之比趨近1時,本振至中頻的直通將很難被濾除掉,因此必須在期望低寄生響應(yīng)和本振污染電平之間進(jìn)行折中。當(dāng)前第66頁\共有477頁\編于星期日\20點2.超外差接收機(jī)需要注意的兩個問題1)
鏡頻問題
2)
本振穩(wěn)定度問題
當(dāng)前第67頁\共有477頁\編于星期日\20點1)
鏡頻問題對給定的中頻頻率fI和本振頻率fL,存在兩個射頻信號能產(chǎn)生同樣的輸出,即fR=fLfI。其中一個為期望的輸入信號,另一個則為干擾信號,稱為鏡頻信號。如圖2-5所示。0fIfS1fLOfS2幅度fLO+fIfLO-fI圖2-5鏡頻頻率問題
當(dāng)前第68頁\共有477頁\編于星期日\20點
注意,只有下變頻存在鏡像問題。通常用鏡像抑制比dms來衡量混頻器對鏡像信號干擾的抑制能力。其定義是:保持輸入射頻信號幅度恒定,主信道輸出的信號功率PIO與鏡像信道輸出的功率Pms之比,稱為鏡像抑制比,即
dms=
或保持輸出幅度恒定,鏡像信道的輸入功率Pmi與主通道的輸入功率PR之比,稱為鏡像抑制比,即
dms=
對線性系統(tǒng)來說,兩者是等價的。當(dāng)前第69頁\共有477頁\編于星期日\20點消除鏡像頻率干擾的方法有:a.提高射頻電路的選擇性,抑制鏡像信道b.采用零中頻技術(shù)c.采用邏輯識別方法
當(dāng)前第70頁\共有477頁\編于星期日\20點提高射頻電路的選擇性,抑制鏡像信道a)預(yù)選器與本振統(tǒng)調(diào)b)采用寬帶濾波—高中頻接收c)采用雙平衡混頻器,實現(xiàn)單信道接收當(dāng)前第71頁\共有477頁\編于星期日\20點預(yù)選器與本振統(tǒng)調(diào)混頻器前增加一個預(yù)選濾波器(一般為窄帶濾波器),當(dāng)接收機(jī)本振頻率變化時,預(yù)選濾波器的頻率也跟著變化,即所謂統(tǒng)調(diào),預(yù)選器通帶對準(zhǔn)偵收頻率,阻帶對準(zhǔn)鏡像頻率,實現(xiàn)單信道接收。如圖2-6所示,設(shè)fs1=fL-fI為預(yù)偵收的信號,fs2=fL+fI為鏡像頻率,由圖可見消除了鏡像頻率可能引起的測頻錯誤。
0fI
fS1
fL
fS2
f幅度fL+fIfL-fI圖2-6抑制鏡像頻率的單信道接收當(dāng)前第72頁\共有477頁\編于星期日\20點中頻頻率應(yīng)滿足:用寬帶濾波—高中頻接收即用固定頻率的寬帶濾波器取代窄帶可調(diào)預(yù)選器,同時提高中頻,將鏡像信道移入濾波器的阻帶中,抑制鏡像信號,保證單信道接收。當(dāng)前第73頁\共有477頁\編于星期日\20點90橋定向耦合器具有如下特性:設(shè)輸入射頻信號vin=cost,則v1=cos(t);v2=cos(t-90);采用雙平衡混頻器,實現(xiàn)單信道接收定向耦合器vin12圖2-690橋定向耦合器(也稱相關(guān)器)
(隔離)(耦合)(直通)當(dāng)前第74頁\共有477頁\編于星期日\20點
射頻信號本振定向耦合器
fimfI定向耦合器12圖2-7鏡像抑制混頻器3456
設(shè)本振信號為vLO=cos(Lt),從鏡像抑制混頻器結(jié)構(gòu)可知:
端口1與本振同相,即v1=cos(Lt);
端口2滯后本振90相位角,即v2=cos(Lt-90);
端口3為v3=cos[(L-)t];
端口4為v4=cos[(L-)t-90].
這樣,當(dāng)本振頻率高于信號頻率時,端口3較端口4的相位超前90,信號在端口5相減,而在端口6相加,它基本在端口6形成輸出。當(dāng)前第75頁\共有477頁\編于星期日\20點
當(dāng)本振頻率低于信號頻率時,
端口3為v3=cos[(-L)t];
端口4為v4=cos[(-L)t+90].
于是,端口3較端口4相位滯后90,信號在端口6相減,而在端口5相加,基本在端口5形成輸出。結(jié)果比本振頻率高和比本振頻率低的信號將分別在混頻器的不同的中頻輸出端口輸出。當(dāng)前第76頁\共有477頁\編于星期日\20點采用零中頻技術(shù)即選取本振頻率與主頻相同的方法,如圖2-8所示。主頻/本振0/中頻f圖2-8零中頻頻譜圖當(dāng)前第77頁\共有477頁\編于星期日\20點采用邏輯識別方法。主頻與鏡頻相差2倍中頻,對于某個輻射源,如果有兩次接收,且頻差為2倍中頻,則其中必有一個是鏡頻干擾。采用這種方法的缺點是不能實現(xiàn)脈沖測頻。當(dāng)前第78頁\共有477頁\編于星期日\20點2)本振穩(wěn)定度問題
超外差接收機(jī)的另一個需要關(guān)注的是本地振蕩器的穩(wěn)定度問題。本振穩(wěn)定與否將直接被引入至中頻輸出中并影響被測信號。振蕩器穩(wěn)定度一般分為長期穩(wěn)定度和短期穩(wěn)定度。長期穩(wěn)定度通常以時域來度量,如MHz/小時、天或年。它取決于溫度變化和器件的老化等因數(shù),其表示方法有最大偏差法和均方根偏差法兩種。最大偏差法其數(shù)學(xué)表示式為式中,是n個偏差中的最大值。當(dāng)前第79頁\共有477頁\編于星期日\20點均方根偏差法其數(shù)學(xué)表示式為式中,
而
短期穩(wěn)定度指幾秒鐘的持續(xù)時間內(nèi),在標(biāo)稱頻率附近的頻率變化。在頻域觀察更方便。本振的短期穩(wěn)定度比長期穩(wěn)定度更重要,因為短期穩(wěn)定度代表了本振的頻譜純度即本振噪聲。本振的任何噪聲都將調(diào)制和污染中頻。當(dāng)前第80頁\共有477頁\編于星期日\20點短期穩(wěn)定度時域表示設(shè)信號源輸出信號為式中,為瞬時相位起伏。則瞬時相對頻率變化為在觀察時間段[t1,t2]內(nèi),信號源的頻率穩(wěn)定度為當(dāng)前第81頁\共有477頁\編于星期日\20點b.短期穩(wěn)定度頻域表示
由于穩(wěn)定度的問題,使得實際信號源載頻f0的頻譜不再是一個純凈的譜線,而是其頻率和振幅受噪聲調(diào)制,具有一定寬度的頻譜。一般用“單邊帶(SSB)相位噪聲”來描述這一現(xiàn)象,如圖所示。單邊帶相位噪聲L(fm)定義為:偏離載波頻率fmHz,在1Hz帶寬內(nèi)一個相位調(diào)制邊帶的功率PSSB與載波功率PS之比,即PSPSSBf0fmfL(fm)f01HzPSSB/PS圖2-9相位噪聲示意圖當(dāng)前第82頁\共有477頁\編于星期日\20點
通常L(fm)用相對于載波1Hz帶寬的對數(shù)值表示,即dBc/Hz。如某壓控振蕩器相位噪聲:-90dBc/Hz@10kHz。
L(fm)是相位噪聲常用的表示形式。
亦已證明:
式中,是相位變化的均方根值。當(dāng)前第83頁\共有477頁\編于星期日\20點一般情況下,為獲得高頻選擇性、高靈敏度和寬動態(tài)范圍,超外差接收機(jī)的瞬時帶寬(即中頻帶寬)相對較窄。由于超外差接收機(jī)的帶寬窄,其截獲概率相對較低。盡管如此,超外差接收機(jī)還是廣泛應(yīng)用于電子戰(zhàn)接收系統(tǒng)中。在電子戰(zhàn)應(yīng)用中,超外差接收機(jī)通常與寬帶接收機(jī)配對使用。寬帶接收機(jī)引導(dǎo)超外差接收機(jī)調(diào)諧到感興趣的信號頻率上,然后用超外差接收機(jī)來完成接收功能。當(dāng)前第84頁\共有477頁\編于星期日\20點3頻率搜索形式兩種形式:連續(xù)搜索和步進(jìn)搜索,在連續(xù)搜索中又分為單程搜索和雙程搜索,如圖2-8所示。圖中符號意義如下:f2-f1為頻率搜索范圍;Tf為頻率搜索周期;tf為頻率搜索時的接收時間,即頻率搜索過一個偵察接收機(jī)帶寬fr所用的時間;f0為信號中心頻率;N為脈沖群持續(xù)時間。也可采用數(shù)字式(步進(jìn)式)搜索,便于數(shù)字化處理。ff2f0f1Tftff2f0f1frTftftN圖2-8搜索形式a.單程搜索b.雙程搜索c.步進(jìn)搜索當(dāng)前第85頁\共有477頁\編于星期日\20點4頻率搜索速度選擇
A慢速掃描:接收機(jī)調(diào)諧到分析帶寬內(nèi)的時間大于輸入端信號的重復(fù)周期。同時,在接收機(jī)掃過一個瞬時帶寬fr的時間tf內(nèi)所收到的脈沖數(shù)(脈寬)應(yīng)滿足處理機(jī)和顯示器所需的脈沖數(shù)Z,即
tfZ
其中:為脈沖寬度
B
快速掃描
時,是指在脈沖寬度內(nèi),偵察接收機(jī)要掃完整個偵察頻段,即,搜索周期Tf
。此時調(diào)諧速度非常快,僅僅被確定頻率時的靈敏度、精度、分辨率的允許變化范圍所限制。頻率搜索速度:當(dāng)前第86頁\共有477頁\編于星期日\20點C中速掃描
對無線電偵察接收機(jī)來說,最具代表性。以中等速度掃頻時,全景偵察接收機(jī)調(diào)諧到帶寬內(nèi)的時間tf由以下關(guān)系確定:
kTC>tf
>TC――被偵察信號脈沖周期;在頻率調(diào)諧的一個周期內(nèi),脈沖可能不被發(fā)現(xiàn)。*注意:搜索式超外差接收機(jī)為保持良好的頻率選擇性,一般中頻帶寬較窄。而搜索式超外差接收機(jī)要保證高靈敏度接收信號,接收機(jī)的最高掃描速率必須限制在B2,其中B是最后一級中頻濾波器的帶寬。因此窄中頻帶寬將要求接收機(jī)以相對較慢的速率進(jìn)行掃描。
當(dāng)前第87頁\共有477頁\編于星期日\20點頻率的截獲概率(即通常所說的頻率搜索概率)
對于脈沖雷達(dá)信號來說,根據(jù)給定時間不同,可定義為單個脈沖搜索概率、脈沖群搜索概率以及在某一給定的搜索時間內(nèi)的搜索概率。單個脈沖的搜索概率為:
P=式中,f為測頻接收機(jī)的瞬時帶寬;
f2-f1為測頻范圍,即偵察頻段。如:f
=5MHz,f2-f1=1GHz,則P=0.005,可見截獲概率是很低的。若能在測頻范圍內(nèi)實現(xiàn)瞬時測頻,即f=f2-f1,則頻率截獲概率為1。當(dāng)前第88頁\共有477頁\編于星期日\20點2.2.3.瞬時測頻接收機(jī)(InstantaneousFrequecyMeasurementReceiver)
特點:一種簡單而又緊湊的瞬時頻率測量電子戰(zhàn)接收機(jī),它能以小于幾十微秒時間測量射頻輸入信號的頻率,并對于單一射頻脈沖具有幾乎100%的截獲概率。既能覆蓋很寬的射頻帶寬,又能對窄脈沖信號有較高的靈敏度和良好的頻率分辯力。通常被用作干擾機(jī)引導(dǎo)接收機(jī),可調(diào)窄帶超外差截獲接收機(jī)或調(diào)諧射頻接收機(jī)。因為它在寬頻帶范圍內(nèi)運用對信號寬開接收的原理,所以它能在整個寬頻帶范圍內(nèi)用具有足夠強(qiáng)度的瞄準(zhǔn)式連續(xù)波干擾機(jī)對頻帶內(nèi)的任何地方進(jìn)行干擾。同樣,對自身平臺感應(yīng)的射頻干擾具有高靈敏度。瞬時測頻接收機(jī)一次只能正確響應(yīng)一個輸入信號,否則,對同時信號響應(yīng)會產(chǎn)生錯誤頻率信息。由于上述原因,作為電子對抗接收機(jī)用受到限制。但它可用于在電子對抗模擬器中供鑒定我方雷達(dá)之用。
當(dāng)前第89頁\共有477頁\編于星期日\20點1.基本工作原理
瞬時測頻接收機(jī)將輸入信號分為兩路。其中一路有一個固定延時,使兩路之間產(chǎn)生一個與頻率有關(guān)的相位差。由下式給出:=2f0式中f0是輸入信號頻率。在瞬時測頻接收機(jī)中通過測量相位差,并由上式確定輸入信號頻率?;舅矔r測頻接收機(jī)示意圖如下圖所示。為簡化分析,假設(shè)所有信號均為單位振幅,器件均為理想的。
當(dāng)前第90頁\共有477頁\編于星期日\20點設(shè)射頻信號vR=cos(t),則相位相關(guān)器(電橋)輸出為:v1=cos[(t-)];v2=cos[(t-)-90]=sin[(t-)];v3=cos(t-180)=-cos(t);v4=cos(t);v5=cos[(t-)]-cos(t-90)=cos[(t-)]-sin(t)v6=cos[(t-)-90]-cos(t)=sin[(t-)]-cos(t)
v7=sin[(t-)]+cos[t-90]=sin[(t-)]+sin(t)v8=sin[(t-)-90]+cos(t)=-cos[(t-)]+cos(t)
射頻輸入延遲線90電橋LPFLPFLPFLPFuIuQ12345678910111290電橋90電橋180電橋圖基本瞬時測頻接收機(jī)示意圖-++-當(dāng)前第91頁\共有477頁\編于星期日\20點經(jīng)平方律檢波器檢波及低通濾波器處理后,相關(guān)器的四個輸出轉(zhuǎn)換為視頻信號如下:v9=1-sin()v10=1+sin()v11=1+cos()
v12=1-cos()由兩個差分放大器進(jìn)行處理后,得到一對正交量(隔直流):vI=2sin()=2sin()vQ=2cos()=2cos()由此可得:=tan-1(
)=
當(dāng)相位已知時,可計算出頻率f。當(dāng)前第92頁\共有477頁\編于星期日\20點
若將兩正交量vI、vQ分別加到靜電示波器的水平偏轉(zhuǎn)板上,那么,光點相對x軸的夾角則為,能單值地表示出被測信號的載波頻率,實現(xiàn)測頻。如圖2-10所示。上述模式的瞬時測頻接收機(jī)電路結(jié)構(gòu)簡單,體積小,重量輕,運算速度快,并能實時顯示被測信號頻率。但其缺點是明顯的,測頻范圍窄,精度低,靈活性差。在現(xiàn)代瞬時測頻接收機(jī)中,通常將輸出I、Q正交電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息,再進(jìn)行數(shù)字處理,利用三角關(guān)系計算出相位值。y0vIvQvx圖2-10正交函數(shù)的合成矢量注意,這里延遲線延遲時間不能太長,否則會產(chǎn)生測頻模糊。必須將由延遲線引起的相位限制在2范圍,因此,不模糊測頻范圍為F=1/。當(dāng)前第93頁\共有477頁\編于星期日\20點2.并行瞬時測頻接收機(jī)
在實際工作中,數(shù)字式瞬時測頻接收機(jī)既有測頻范圍F的要求,又有頻率分辯力f的要求,于是,量化單元數(shù)n=。實際瞬時測頻接收機(jī)采用多部簡單瞬時測頻接收機(jī)并聯(lián)組成。最長的延遲時間提供精確頻率分辯力,但它也產(chǎn)生相位(頻率)模糊。采用較短的延遲時間來解決相位(頻率)模糊問題,最短延遲時間受接收機(jī)帶寬的限制。如果接收機(jī)帶寬是B,則最短延遲時間為min=1/B
最長延遲時間必須小于接收機(jī)所測量的最小脈寬,否則,延遲和未延遲信號在時間上根本不能交迭。當(dāng)前第94頁\共有477頁\編于星期日\20點
假設(shè)一個實際瞬時測頻接收機(jī)的輸入頻率范圍為2~6GHz、頻率分辯力為1.25MHz、最窄脈沖寬度為100nS,那么,頻率分辯單元總數(shù)為3200個,需要用12位(4096)對頻率信息進(jìn)行編碼。此時至少要兩部簡單瞬時測頻接收機(jī)并聯(lián),且每部接收機(jī)都產(chǎn)生6位數(shù)據(jù)。低6位中的噪聲將產(chǎn)生小誤差(1.25MHz/位),而高6位中的噪聲將產(chǎn)生較大的誤差(61.25MHz/位)。這樣的誤差在工程應(yīng)用中是難以接受的。
通常采用兩個以上相關(guān)器。如圖2-11所示,采用四個相關(guān)器情況。如果設(shè)最長延遲時間為50nS,它所代表的非模糊頻率為20MHz,然后用4位來表示20MHz將能產(chǎn)生所需的1.25MHz的頻率分辯力。其余3條延遲線用于另8位。為降低瞬時測頻接收機(jī)對噪聲的敏感性,可用4個以上的相關(guān)器。因為多個相關(guān)器只編碼一位信息。但是增加相關(guān)器會增加瞬時測頻接收機(jī)的設(shè)計成本和復(fù)雜性,因此,并不總是增加更多的相關(guān)器。當(dāng)前第95頁\共有477頁\編于星期日\20點功分器sin1cos1sin2cos2sin3cos3功分器
相位相關(guān)器檢波器sin4cos4射頻輸入圖2-11四個相關(guān)器組成的瞬時測頻接收機(jī)功分器
相位相關(guān)器檢波器功分器
相位相關(guān)器檢波器功分器
相位相關(guān)器檢波器當(dāng)前第96頁\共有477頁\編于星期日\20點3.同時信號
在現(xiàn)代戰(zhàn)場的密集信號環(huán)境中,同時信號的概率是很高的,但一般不存在理想的同時到達(dá)信號。同時信號分兩類:第一類同時到達(dá)信號是兩個脈沖的前沿時差Δt<10ns;第二類同時到達(dá)信號是兩個脈沖的前沿時差10ns<Δt<120ns。要求測頻接收機(jī)能對同時到達(dá)信號的頻率分別進(jìn)行精確測量,而不丟失其中的弱信號。一部瞬時測頻接收機(jī)一次只能測量一個信號。因此在同時信號的情況下,接收機(jī)最多只能正確測量多個輸入頻率中的某一個信號頻率。當(dāng)前第97頁\共有477頁\編于星期日\20點信道化接收機(jī)(ChannelizedReceivers)
特點:它使用大量相鄰濾波器從頻域上對輸入射頻信號進(jìn)行分選。它具有很多與超外差接收機(jī)相同的特性:高靈敏度、寬動態(tài)范圍、高頻率分辨力和頻帶內(nèi)提供幾乎100%的截獲概率。它避免了與分時接收信道或者掃描窄帶接收機(jī)有關(guān)的截獲概率的損失。信道化接收機(jī)提供檢測同時發(fā)生的信號能力。在實現(xiàn)上要求大量的電子元件,并且產(chǎn)生有限的頻率分辨力。被用于電子反干擾、電子干擾分析器、干擾機(jī)的調(diào)準(zhǔn)、電子情報收集等。當(dāng)前第98頁\共有477頁\編于星期日\20點1.基本工作原理
信道化接收機(jī)是將多波道接收機(jī)與超外差接收機(jī)方法結(jié)合起來的一種高截獲概率的接收機(jī)。多波道接收機(jī)是多路晶體視頻接收機(jī)的并行運用。這種接收機(jī)的顯著特點:各通道彼此交疊,覆蓋測頻范圍。多波道接收機(jī)原理如圖2-13所示。頻率分路器處理器終端設(shè)備圖2-13多波道接收機(jī)原理框圖當(dāng)前第99頁\共有477頁\編于星期日\20點功分器BPFR1LOR1BPFRnLORn
分路器功分器BPFI1LOI1BPFImLOIm
門限檢測判決編碼射頻輸入射頻信道器n中頻信道器m圖2-14基本信道化接收機(jī)示意圖濾波,一中放濾波,二中放、、檢波、視放當(dāng)前第100頁\共有477頁\編于星期日\20點fmin
fmax
fH(f)
12n圖2-15信道化濾波器組頻率特性
信道化接收機(jī)頻率分辨力為式中:f1
、f2分別為偵察機(jī)測量頻率的上限和下限。中頻信道濾波器帶寬不僅決定接收機(jī)的頻率分辨力,還決定接收機(jī)能測量的最窄脈沖。根據(jù)經(jīng)驗,最窄脈沖寬度的倒數(shù)近似等于末級濾波器(二中頻濾波器)帶寬BI,即BI=1/。當(dāng)前第101頁\共有477頁\編于星期日\20點2.信號編碼信道化接收機(jī)的另一關(guān)鍵部分是頻率編碼電路。如下圖所示為有一個輸入信號的三個相鄰濾波器組的視頻輸出情況。頻率分路器比較器信道2信道3取樣保持取樣保持取樣保持010+-+--+-+與門圖2-16有一個輸入信號的三個相鄰濾波器組的視頻輸出和頻率編碼當(dāng)前第102頁\共有477頁\編于星期日\20點壓縮(微掃)接收機(jī)(CompressiveReceiver)
特點:壓縮接收機(jī)(CR)結(jié)合了信
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