宽带esm无线电接收机的设计

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1、宽带ESM无线电接收机的设计宽带ESM无线电接收机的设计P.Dawson和D.Wagland引言用于通信电子战的电子支援措施由几个截听站"或监槐系统组成,它们的甩途是从对方的无线电通信业务中提取有用的信息.这种工作通常是由操作人员手动调渚一台接收机在感兴趣的频段上搜索并把选出的电台信号切换给其他分析和监听身9操作人员而完成的.这种系统在电磁频谱相当稀疏并且发射的信号是单信道的清晰的话音信号对是有用的.在现代战场环境下,各个颡段都梭各式各样的发射类型和调制格式的信号密集地使用.为了使战场上的指挥官能保持他的情报收集能力,他需要采用一种更自动化的手段进行信号监视,这

2、种手段将能对许多感兴趣的信号提供高的截获概率.任何一种这样的系统,它的基本性能在很大程度上取决于系统中探测设备的质量,而接收机是其中的关键部分,本文简要地阐述了对ESM接收机的要求以及它在自动化ESM系统中的作用.然后详细叙述了使用先进的射频设计和高性能数字信号处理的一种特殊接收机的设计.操测设备的要求ESM系统的探测设备包括若干个复盖有关频段的天线,天线组合和信号分配设备(它产生宽带信号输出到各个接收机).接收机搜索有关的频段,快速地识别信号,在单信道的基础上对新获取的信号提供一定的分析,最后,对信号进行解调以便在外部进行详细分析,监听或者是进行记录.在一个自

3、动化的ESM系统中,接收机的性能在某种意义上可以对整个系统的性能产生决定性的影响,丽如果在一般的应用中.接收机的这种作用是不明显的.规定了许多参量以便完全地定义接收机的性能.然而,从这些参量中有可能抽取几个对ESM接收机的设计是关键性的参量.无寄生动态范围是一个有用的概念,它把接收机的噪声数字和互调性能结合在一起派生为单个参量.在评价信号捕获率和分析能力时接收机调谐时闻是重要的参量,但是,这个通用术语的解释是很灵活的,若不适当地加以定义可能会引起误解.其它参量包括内部和外部产生的各种寄生响应,它们因接收机类型不同而有很大变王方法译自IEE325,P.99—1O2

4、,平良子捩化.在手动操作时,这些无用响应可能会遮蔽真实的信号,对操作人员来说这是麻烦的事情,因为他们在许多时候将把真实信号看作为寄生信号.在自动化系统,对所有响应都进行报告和分析,因此,降低了对真实信号的捕获率,并且,把虚假的信号分析装入了系统的数据库.定义这些寄生响应的参量,例如巾频抑翩是很重要驰.特别是当要求系统在密集的信号环境中工怍时尤为重要.自动化EsM系统一个自动化系统的基本任务是只把那些有情报价值的信号报告给系统操怍人员.为了做到这一点,自动化系统至少应具备三种功能.第一种功能是连续不断地监听百关频段信号的活动情况.许多信号可能持续时阃很短,因而希望

5、系统的刷新周期很短.系统也许能把这种原始数据提供给操作人员.然而,由于数据率正在生成,因此通常这是不现实的.第二种功能是依据所捡测的信号获取进一步韵信患,以判定它们是否重要.这种信息有时是通过对信号进行后处理或者通过非实时分析得到的.在下面叙述的实现过程中,这种功能是ESM接收机的一种组成功能.从概念上说,这种分析功能有助于正确地调整手动工作的接收机以便监听及记录清晰的话音信号.其余的信号可能被译码或者进一步分析.第三种功能是以提取情报的最佳方式提供常规的接收工具.PVS3800系列接收机把高性能的射频前端"与整体数字信号处理的"后端"结合在一起,产生了一种既能

6、履行常规接收机功能,又能完成习惯上由外部后处理完成的那些功能,从而满足了上述的全部三种功能.这些技术已经组台在一起,产生了一种强有力的ESM接收机.在这种接收机中,模拟部分和数字部分充分地互相补充.PVS3800ESM接收机PVS3800系列接收机采用公共的硬件设计,覆盖500kHz到IO00MHz频段.在数字信号处理"后端单元装上不同的软件,就产生了基本接收机的各种变型.这种软件可以在生产期问以固件彤式驻留"在接收机中,也可以经串行接口总线转储.对于下列功能,日前有三套软件.PV3830捕获接收机在一个或多个频段上搜索信号(这些频段是由操作人员或ESM系统计算

7、机规定并存入内部的),报告超过指定门限的信号.接收机可以调到3,6,125或25kHz分辨率带宽.此接收机实际上相当于总共覆盖宽选1MHz分频段的一组并行接收机.这是通过对取样后的信号进行快蘧博里叶变换(FFT)实现的对接收机进行增量调谐,就可以扫描其它分频段.用25kHz分辨率时每秒钟可扫500MHz带宽,对于较细的分辨率,每秒钟可扫描的带宽相应地减少一些.检测到的信号经高速串行数据线报告给系统计算机.40PV3840分析接收机除了具有估计信号的强度,带宽以及中心频率等功能之外,可用来分析信号,并可按调制类型,例如等幅波,开关键控,调幅调频及单边带,对信g-逛

8、行分类.调制类型是根据多