基于FPGA的跳频通信系统开发

为了提高通信的抗干扰和保密性,对跳频通信进行了研究,通过分析跳频通信的实现方式,提出基于FPGA的跳频通信系统实现方案。该方案中发端信号采用QPSK调制,接收端采用超外差接收以达到减少噪声和提高接收灵敏度的效果,接收端跳频同步采用等待自同步的跳频捕获和基于延迟锁相环的跳频跟踪。测试结果表明所设计的跳频通信系统可以正确实现跳频通信。与传统跳频通信实现方案相比,该方案具有灵活性强、开发周期短、开发费用低等优点。     

一种异步非正交跳频网台盲分选方法

提出了一种新体制跳频网台盲分选方法,针对跳频通信异步非正交组网方式,将基于最大信噪比算法的盲源分离技术应用于跳频网台分选。建立了跳频网台盲分选仿真数学模型并进行了多跳频网台分选仿真。仿真结果验证了盲源分离技术应用在跳频网台分选中的可行性和有效性,得出了跳频网台盲分选方法对异步非正交组网方式的分选性能。     

航空通信网络中复杂干扰过滤技术研究

航空通信环境中存在复杂的干扰信号,对正常的通信信号造成强烈的干扰。利用传统算法进行干扰信号过滤,无法避免由于干扰信号过于复杂导致过滤不充分的缺陷。提出一种基于加权残差优化算法的航空通信网络中复杂干扰过滤方法。对原始信号进行降频处理,能够消除峰值干扰信号,提高了信号的准确性。根据加权残差修正优化算法的相关原理,对通信信号进行残差优化处理,经过处理后的通信信号在受到干扰时会形成零陷,实现了对复杂干扰信号的过滤。实验结果表明,利用该算法进行航空通信网络中复杂干扰信号过滤,能够有效提高过滤的准确性,效果令人满意。     

航空通信中干扰下的鲁棒性通信方法

航空器在进行空-地通信时,信道中会存在大量非线性的干扰信号,导致通信信号发生鲁棒性变化。提出一种基于信息最大化算法的航空通信中干扰下的鲁棒性通信方法,根据航空通信的特点建立通信模型,利用均值化处理方法和白化处理方法对通信信号进行预处理,利用信息最大化算法对信号进行信澡分离,实现了航空通信信号的鲁棒性要求;在Matlab7.0平台上完成测试,实验时航空通信划分成外部干扰,能够忽略和外部干扰不可忽略两种情况;仿真时间定为3 000 s,干扰源数目为12个,实验结果表明利用该算法对原始信号的拟合率达到97%左右,鲁棒性误差平均在3%左右,而传统算法误差在10%以上,表明该算法信号的鲁棒性更强。     

参数不确定时延超混沌系统的脉冲同步方法研究

针对一类参数不确定的异构时延超混沌系统,采用响应系统与驱动系统状态变量误差的线性反馈作为脉冲控制信号,基于Lyapunov稳定性理论实现了超混沌系统的脉冲同步,给出了渐近稳定条件,并构造了一个具有时延的数字保密通信系统.该方案保密性高,鲁棒性强.数值仿真表明系统能快速达到同步,应用混沌密码序列对数字信号进行加密后,信息信号可以在接收端有效地恢复出来. 关键词： 时延 脉冲同步 数字保密通信     

面向信号的仪器控制模型研究

在复杂电磁场的背景下,捕获良好短波电台的信号是人们研究的重要议题。在研究短波跳频电台的的干扰特点的基础上,利用最小均方误差（Least Mean Squares,LMS）算法对干扰进行抵消。基于LMS算法的研究提出的变步长LMS算法函数建模;基于短波跳频电台的研究对,在Simulink环境下进行电台仿真建模。将新算法嵌入自定义模块中并与加干扰的电台模型联合仿真。仿真结果表明,新算法模块的加入可以有效对短波跳频电台的干扰进行抑制。自定义的LMS算法模型的建立对新算法的开发应用打下了基础、在复杂战场环境下有效保障短波跳频电台正常工作提出了新思路。     

猝发混合扩频水声隐蔽通信技术

针对常规的连续载波调制扩频通信方式容易通过能量检测的方法被截获的问题,提出了一种猝发的混合扩频水声隐蔽通信方式,该方法通过在时间上随机的发送脉冲混合调制扩频信号来降低截获概率,而且可以比较灵活的通过调整平均占空比来满足不同隐蔽性的要求,但是该隐蔽性是以牺牲通信速率为代价的。猝发信号中混合了二进制相位键控(BPSK)、循环移位键控(CSK)和多进制频移键控(MFSK)扩频调制方式,采用自同步和时频二维搜索算法实现码元和载波同步。通过仿真分析了猝发通信系统的隐蔽性能和多途信道下的误码性能,并且通过了南海海试验证了算法的性能,在5 km的通信距离上,4 kHz的带宽内,单个脉冲信号的通信速率可以达到317 bps,误码率达到10-3以下。      

傅里叶望远镜部分周期信号解调及对成像的影响

为了解决傅里叶望远镜高功率短脉宽激光只能包含部分周期信号的难题,本文提出多脉冲拼接技术并对其基本原理和应用范围进行深入研究.首先介绍高功率短脉宽激光与声光移频器移频带宽之间的矛盾,进而引出利用傅里叶望远镜传统时间解调公式进行部分周期信号解调存在的困难.然后给出多脉冲拼接技术的基本理论,推导出理想情况下移频频率、脉冲重复率和脉宽满足的拼接条件.进而详细分析移频频率稳定性和脉冲重复率稳定性对多脉冲拼接成像结果的影响,并通过计算机仿真研究一般情况下脉宽变化对多脉冲拼接成像结果的影响.最后得出移频频率和脉冲重复率对成像无影响,激光脉宽变化小于25％仍可识别目标轮廓的结论.     

一种水声OFDM的抗多径同步算法

水声信道普遍存在多径效应,致使水声正交频分复用(OFDM)通信系统的同步算法经常给出误差较大甚至错误的同步点。为了完成精确的同步,本文提出一种基于恒幅度零自相关序列以及在信号开始插入两个同样训练信号的联合同步算法,系统通过粗同步和细同步两个过程完成信号开始时刻的精确定位。仿真分析和湖试结果表明,本算法能够在多径信道下准确找到信号开始时刻。     

傅里叶望远镜部分周期信号解调及对成像的影响

为了解决傅里叶望远镜高功率短脉宽激光只能包含部分周期信号的难题,本文提出多脉冲拼接技术并对其基本原理和应用范围进行深入研究.首先介绍高功率短脉宽激光与声光移频器移频带宽之间的矛盾,进而引出利用傅里叶望远镜传统时间解调公式进行部分周期信号解调存在的困难.然后给出多脉冲拼接技术的基本理论,推导出理想情况下移频频率、脉冲重复率和脉宽满足的拼接条件.进而详细分析移频频率稳定性和脉冲重复率稳定性对多脉冲拼接成像结果的影响,并通过计算机仿真研究一般情况下脉宽变化对多脉冲拼接成像结果的影响.最后得出移频频率和脉冲重复率对成像无影响,激光脉宽变化小于25%仍可识别目标轮廓的结论.     

通信电台带外连续波强场辐照重启效应分析

通过对开关电源及通信电台进行带外连续波强场干扰试验,发现带外强场干扰会使电台重启。其主要原因是带外连续波干扰导致开关电源输出电压下降,当供电电压下降到一定程度时,电台关闭。取消干扰,开关电源又能正常工作,电台会自动启动。以开关电源和通信电台作为受试设备,其对20~100 MHz频率范围内的连续波干扰的敏感程度不同,对70 MHz左右的干扰频率最为敏感,而70 MHz的半波长恰好与线缆长度相近,说明线缆是干扰的主要耦合通道。电台作为用频装备,在干扰试验中对敏感频点和临界干扰场强的影响并不明显,主要是因为电台的机壳对20~100 MHz的干扰屏蔽效果较好,所以不会影响试验结果,将电台替换为50 负载,试验规律相同。干扰在20~100 MHz频率范围内,通过对开关电源的输出线和输入线分别屏蔽的干扰试验可知,输出线相比于输入线更容易引入干扰,并且电台与电源共地,能够提高一定的抗干扰能力,但受试设备的敏感规律不变,电台浮地会大大降低临界干扰场强。     

基于低轨卫星的分布式超宽带电磁脉冲对地面接收机干扰技术

随着抗干扰技术的不断发展和进步,以阻塞式和欺骗式干扰为代表的传统干扰技术面临挑战。为此,提出了一种基于低轨卫星的分布式超宽带电磁脉冲干扰技术,相比于传统干扰机,超宽带电磁脉冲干扰是一种新型电磁攻击体制。首先,理论推导了重频超宽带电磁脉冲的功率谱;其次,对分布式干扰技术可行性进行分析,并计算了基于低轨卫星平台的分布式干扰所需的发射功率;最后,开展了针对导航接收机低噪放的超宽带电磁脉冲效应实验,并利用STK(Satellite Tool Kit)设计了中低纬度下用于搭载超宽带电磁脉冲干扰机的低轨卫星星座布局。实验结果表明,UWB电磁脉冲可以使低噪声放大器出现暂时增益压缩现象,脉宽为0.7 ns的单脉冲可以使导航信号经过低噪声放大器后被压制近400 ns,重频形式下可以实现信号的完全压制。因此,基于低轨卫星的分布式超宽带电磁脉冲干扰体系可以有效增强干扰效果,有望实现目标区域的全覆盖。     

无线激光通信系统弱光干扰技术

为了探求对无线激光通信最有效、最实用的干扰方式,针对目前应用范围最广泛的强度调制/直接检测无线激光通信系统,采用理论分析、仿真和实验相结合的方法详细地研究了无线激光通信系统的弱光干扰的原理和条件,验证了弱光干扰的可行性,发现其干扰现象主要表现为误码率升高。同时,研究了干扰光的不同重复频率、功率和占空比对采用不同通信体制、速率、发射功率等设计的无线激光通信系统产生的不同的干扰原理和现象。发现了同步通信与异步通信因其不同的时钟体制造成的弱光干扰差异,同步通信主要发生“比特干扰”和 “时钟恢复干扰”,异步通信系统主要发生“起始位干扰”和“数据位干扰”。由于异步通信中帧结构和编码都较为简单,与同步通信相比更易受到干扰光的影响,受到干扰的程度更为严重。     

Jamming effect analysis of infrared reticle seeker for directed infrared countermeasures

In directed infrared countermeasures (DIRCM), the purpose of jamming toward missiles is making missiles miss the target (aircraft of our forces) in the field of view. Since the DIRCM system directly emits the pulsing flashes of infrared (IR) energy to missiles, it is more effective than present flare method emitting IR source to omni-direction. In this paper, we implemented a reticle seeker simulation tool using MATLAB-SIMULINK, in order to analyze jamming effect of spin-scan and con-scan reticle missile seeker used widely in the world, though it was developed early. Because the jammer signal has influence on the missile guidance system using its variable frequency, it is very important technique among military defense systems protecting our forces from missiles of enemy. Simulation results show that jamming effect is greatly influenced according to frequency, phase and intensity of jammer signal. Especially, jammer frequency has the largest influence on jamming effect. Through our reticle seeker simulation tool, we can confirm that jamming effect toward missiles is significantly increased when jammer frequency is similar to reticle frequency. Finally, we evaluated jamming effect according to jammer frequencies, by using correlation coefficient as an evaluation criterion of jamming performance in two reticle missile seekers.     

交指型腔体滤波器设计

为抑制EAST装置现场的电磁信号对低杂波系统运行的干扰,设计了一个交指型腔体滤波器,其中心频率为2.45GHz,带宽为0.245GHz。介绍了交指型腔体滤波器的设计思路和方法,利用高频电磁仿真软件HFSS仿真提高了设计效率和精度。     

航空飞机计算机通信中滤波器的优化设计

航空飞机计算机通信系统进行通信的过程中,由于航空飞机上的电子设备相互之间的电磁干扰严重,导致信道中存在大量的干扰信号。提出基于小波变换算法的抗干扰滤波器设计方法。根据小波变换算法相关原理,综合航空飞机通信中特有的软阀值特点,利用自适应调整参数的方法得到高空通信中的最优小波系数阀值,使得高空噪声过滤阀值函数具有更强的适应性。利用新的阀值函数设计了新的滤波器,对行滤波模块和列滤波模块的设计进行了详细阐述。实验结果表明。利用设计的滤波器能够对航空飞机计算机通信过程中的干扰信号进行有效滤波,缩短了滤波时间,提高了高空通信系统的抗干扰能力。     

GPS最优压制式干扰信号研究

针对GPS最优干扰信号评估方法欠缺的问题,提出了利用误码率判断最优干扰信号的方法。建立了卫星导航接收机模型和基于中频信号的误码率模型,研究不同干扰环境下接收机的误码率。通过改变干扰信号功率得到误码率与干信比的关系曲线,比较不同干扰信号同干信比下的误码率,得到最优干扰信号。通过实验验证,相同环境下,伪码相关干扰信号效果最优,为卫星导航信号干扰设备的研发及设计提供了依据。     

激光干扰红外成像系统的噪声等效温差及信噪比分析

噪声等效温差(NETD)和信噪比(SNR)是衡量红外成像系统性能的重要指标之一,它与探测器的多种性能参数有关。分析了激光辐照干扰红外探测系统及不同材料类型红外探测器性能参数变化。通过理论定量计算分析,比对YAG激光(波长1.06 μm)干扰前后系统噪声等效温差、信噪比曲线,得到了激光损伤后的NETD比损伤前NETD大2至3个数量级,同时,激光干扰后的信噪比相对激光干扰前信噪比小2个多数量级,进一步推导出激光干扰对红外探测系统的影响。