超宽带快速跳频信号侦察技术

在现有的器件水平下,采用多通道并行采集再进行数字信道化的方法对接收信号进行并行处理,可以完成极高频/超高频(EHF/SHF)频段战略战术通信中跳频带宽高达数吉赫、跳速高达每秒数万跳的超宽带快速跳频信号实时检测;同时,采用多通道高速采集、海量存储方法存储海量数据,再采用相应跳频信号分析方法可以完成信号分析和解跳解调以及信号解译。研究实践证明,该方法是目前进行超宽带快速跳频信号进行侦察的有效手段。     

直扩／跳频混合扩频信号测量性能分析

从模糊函数角度,研究了直扩/跳频(DS/FH)混合扩频信号的测距、测速性能.推导了DS/FH混合扩频信号的模糊函数表达式.由数值仿真得到一个跳频点内传递一个直扩伪码周期的混合扩频信号模糊图.仿真分析结果表明,DS/FH混合扩频信号具有良好的测距测速性能,从而论证了该信号用于跟踪测量的可行性.最后,根据信号估计理论分析了直扩/跳频混合扩频信号精度.     

强干扰下跳频信号的参数估计

针对通信对抗中跳频信号参数估计问题,考虑存在强干扰的情况下,提出了一种基于时频重心的跳频信号跳周期估计和基于跳频部分接收的跳时估计方法。对于跳周期估计,在短时傅里叶变换（STFT）时频变换的基础上提取信号随时间变化的时频重心,再结合小波变换和谱分析估计出跳频周期;对于跳时估计,采用跳频带宽的部分接收避开强干扰,构造含有跳变信息的参考信号,通过参考信号采用最大似然(ML)方法得到跳时的精确估计。仿真实验表明,算法运算复杂度低,跳频定位精度高,在强定频干扰的情况下仍能有效估计出跳频周期和起跳时刻。     

基于重叠缓冲预解跳的DS/FH扩频信号快速捕获

DS/FH(Direct Sequence/Frequency Hopping)扩频信号捕获相对直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS)需要更多维度的搜索,捕获电路复杂。针对现有DS/FH扩频信号捕获算法复杂度高、电路结构与波形参数强相关,以及通用性差、灵活度低的问题,提出了一种基于重叠缓冲预解跳的DS/FH扩频信号快速捕获方法,利用双缓冲补零(Double Block Zero Padding,DBZP)缓冲单元与预解跳单元的灵巧结合,将时域-频域-多普勒域高度耦合的扩跳频图案搜索进行降维分离,在保证积分增益的同时降低了捕获实现的复杂度。数值分析与仿真结果表明,所提方法兼顾了捕获性能与运算资源,相比现有基于预解跳方法的DS/FH扩频信号捕获算法的运算量减小了50%。     

用HSP50214B实现跳频信号的实时变频解跳处理

本文提出了一种对跳频信号进行解跳的方法。其基本思想是利用数字变频将跳频信号不同频率的各个跳段信号变频到统一载频上,使其转变为定频信号。文中着重论述了变频方案和内部参数的设计,并通过具体的例子说明了本方法基于HSP50214B的实现。     

跳频通信同步信息传输的抗干扰策略

跳频通信抗干扰问题日益突出,跳频同步信息传输的抗干扰尤为关键,跳频系统面临的干扰主要为宽带低谱密度干扰、窄带高谱密度干扰和假冒同步信息干扰.重点针对压制性干扰和抗假冒同步信息干扰提出了抗干扰策略,对同步方式的控制兼容提出了初步构想,可为跳频同步系统抗干扰设计提供参考.     

跳频通信技术的研究

跳频通信抗干扰性能的评价研究始终是跳频技术研究中的一个重点,单纯利用数学分析或物理实验的方法来解决,很多情况下不尽如人意.本文通过建立跳频通信系统的抗干扰仿真模型用一组实际跳频系统的数据参数验证了该仿真模型的正确性.结果表明,通过该模型可以快速准确的完成某个跳频通信系统的抗干扰性能评估.     

短波跳频电台的发展趋势

本文根据短波跳频电台的发展趋势，重点分析了研制短波数字跳频电台所涉及的若干关键技术问题。     

基于自适应分割算法的多跳频信号盲检测

传统的观点大都将跳频信号盲检测问题视为能量域的门限阈值问题,而从统计域来看,实际接收到的跳频信号是在一些未知时刻突变而在这些时刻之间保持统计平稳性的分段平稳随机信号,那么基于非平稳时间序列的各种突变检测算法就可以引入其中。分析了当前跳频突变通信信号的统计特性,给出了其高阶分段平稳的模型。将Bemaola-Galan（BG）提出的自适应分割算法推导到高阶,并将其成功应用于多个跳频突发信号盲检测和自适应提取中。仿真结果表明,该算法不需要任何先验信息,能够有效检测和提取多个突发通信信号,且性能优于传统的能量检测法。     

高斯噪声下差分跳频信号的高分辨率频率检测

差分跳频(DFH)是一种新的高速短波通信体制,它利用相邻跳变频率的变化而不是载频本身来携带信息。跳变频率检测是实现DFH的关键技术之一。本文利用四阶累积量研究了(色)高斯噪声下基于ARMA建模法的DFH信号频率检测,并针对由于模型阶数估计过高而产生的虚检频率,提出一种充分利用信号先验信息的改进算法。仿真结果证明了该方法的有效性,尤其是在低信噪比时仍然能够实现精确检测。     

微弱扩频信号捕获的积分时间延拓技术

相对于普通扩频接收机,微弱扩频信号捕获需要更长的积分时间以获得处理增益。然而,伪码多普勒频偏导致能量不能在一个码相位上持续积累,限制了积分时间的进一步增加。为此,提出了一种扩频信号捕获时间延拓技术,增加了扩展积分单元,通过对扩展积分结果进行路径搜索,从而有效地减少了码多普勒引起的相位滑动对相关运算积分时间的限制。仿真和实测结果表明所提技术突破了传统全球导航卫星系统（GNSS）捕获算法的积分时间上限,提高了系统灵敏度。针对带内信噪比低于-50 dB的GPS L1 P码捕获,给定硬件资源约束和5 kHz多普勒范围,算法的捕获概率优于传统算法约3 dB。     

跳频发射机自动电平控制的实现方法

针对传统自动电平控制（ALC）在跳频发射机控制过程中存在功 率过冲、建立时间长的技术弊端,提出了一种改进的ALC电路的实现方法,即跳频时钟禁发法 。工程实践证明, 所提方法 是解决该瓶颈的有效方法,已成功应用于某跳频通信电台中。     

基于跳频图案补偿的DS/FH混合扩频测控信号载波跟踪技术

DS/FH混合扩频测控系统的中频信号携带有多普勒频 率捷变 成分,这使载波跟踪环路不断切换到频率阶跃的响应状态,从而导致跟踪精度下降甚至环路 失锁。为此,提出一种基于跳频图案辅助的DS/FH混合扩频测控信号载波跟踪方法,通过预 知的跳 频图案和当前的载体速度测量值估计出下一个跳频点引入的多普勒捷变量,并将其及时补偿 到跟踪环路的NCO调整量中。Simulink建模仿真证实了该方法的有效性,在一定的跳频图案 时间同步误差范围内,能达到的测量精度与非跳频系统相当。     

多重直序扩频信号的相关接收

本文说明了利用伪随机(PN)码的相关特性,进行多重直序扩频信号相关接收的基本原理。指出了这项技术在卫星多址通信中的重要意义,并对实验结果进行了分析,得出了一些重要的结论。     

基于OFDM的跳频通信技术

跳频通信技术具有优良抗干扰性能,而正交频分复用技术则能够保证较高数据传输速率和频谱利用率.同时能有效地对抗频率选择性衰落,适合多径信道传输.为了提高系统的抗干扰能力,提高系统的频谱利用率和抗表落能力,我们考虑将OFDM与跳频通信技术进行结合.提出了FH-ODFM系统方案,并对快跳频OFDM,即FFH-OFDM系统方案的发射分集和接收合并的具体流程进行了讨论.为进一步的研究奠定了理论基础.     

一种基于局部序列匹配的跳频自同步方案

为了提高通信系统的同步信息隐蔽性和系统抗侦察能力,提出了基于局部序列匹配 的跳频自同步方案,该方案工作在跳频工作状态。本方案中,并行接收机使用很少的支路接 收具有某种特征的发送 序列L,将序列L与本地序列匹配,确定本地与发射端的跳频序列相位差,调整相位完成 同步 捕获。通过理论分析,确定了序列L唯一的条件,得到了系统复杂度和捕获时间之间的 函数 表达式,并给出了系统最优支路数。分析结果表明,该方案不需要同步引导码和勤务频率 就可以完成系统的同步保持和迟入网同步,并且捕获速度和系统复杂度均介于滑动相关法和 匹配滤波法之间。本方案结合了传统方案的优点,具有良好的隐蔽性,不易被敌方发现和干 扰 。     

脉冲噪声下跳频信号时频图修正

为了在α稳定分布噪声的环境下获得清晰的跳频信号时频图,提出一种基于分数低阶SPWVD(Smoothed Pseudo Wigner-Vile Distribution)与形态学滤波相结合的跳频信号时频图修正算法。首先,根据接收到的多跳频信号建立跳频信号的模型和α稳定分布噪声模型;然后,采用低阶SPWVD变换抑制时频图中脉冲噪声;最后,根据形态学滤波处理方法对残留噪声进一步抑制进而得到清晰时频图。理论分析和仿真结果表明,所提算法在广义信噪比为-5 dB时仍可以得到清晰可靠的跳频信号时频图,并且基于时频图的参数估计性能优良。     

基于深度学习的跳频信号识别

针对跳频信号分选存在人工提取参数特征具有复杂性的问题,提出了一种基于深度学习的识别方法。首先对跳频信号进行短时傅里叶变换,得到二维的时频矩阵;接着提取信号的轮廓特征,构造三维矩阵作等高线图,并对等高线图进行预处理;最后把预处理后的等高线图输入到卷积神经网络中进行训练、测试,进而实现分类识别。仿真结果表明,在不需要复杂的人工提取参数特征的基础上,在分选率为100〖WT《Times New Roman》〗%〖WTBZ〗时,所提方法经裁剪处理下的信噪比为-15 dB,比支持向量机和传统K-Means聚类算法都低10 dB。实测数据的算法验证表明,所提方法能够将大疆精灵4Pro、hm无人机、司马航模X8HW以及大疆悟2这四类无人机正确分类。     

强干扰下跳频信号的提取

It is hard to extract frequency hopping(FH) signal under strong interference. An extraction method of FH signal is proposed based on image processing technology and noise peak finding. Based on Short Time Fourier Transform(STFT) time frequency spectrum, a noise floor estimation method based on morphological image processing is modified. After noise removing, the number of signals and corresponding frequencies on each time instant are estimated. Finally, characteristics of FH signal are picked up to eliminate the strong interference according to its duration. Simulations show that this method can preferably pick up characteristics of FH signal with strong interferences existing.     

一种快速的DS/FH混合扩频信号捕获方案及其性能分析

为了提高DS/FH混合扩频信号的捕获速度, 提出了一种将DS/FH 信号中三维搜索转化为 二维搜索的快速捕获方案。通过对搜索过程的详细分析,推导出在单、双驻留条件下的平均 捕获时间数学表达式以及高斯信道下系统的检测性能计算公式。理论推导与仿真结 果表明：相对于传统的捕获方式,该方案有效地缩短了系统的平均捕获时间,具有更强的抗 噪性能,适用于存在较强噪声的复杂通信环境。