淺談基于DSP的電子偵察信號處理技術(shù)

李　芳河北農(nóng)業(yè)大學(xué)

淺談基于DSP的電子偵察信號處理技術(shù)

李芳
河北農(nóng)業(yè)大學(xué)

電子偵察指的是使用專門的電子技術(shù)設(shè)備進行的偵察。如無線電技術(shù)偵察、雷達偵察等。主要任務(wù)是偵察、偵聽敵方雷達、無線電通信、導(dǎo)彈制導(dǎo)等電子設(shè)備發(fā)射的信號，獲取其技術(shù)參數(shù)、通信內(nèi)容、所在位置等情報。本文主要是對基于DSP的電子偵察信號處理技術(shù)進行分析，提出自己的一些見解。

1、DSP（數(shù)字信號處理）概述

數(shù)字信號處理（簡稱DSP），是研究用數(shù)字方法對信號進行分析、變換、濾波、檢測、調(diào)制、解調(diào)以及快速算法的一種技術(shù)。隨著數(shù)字電路與系統(tǒng)技術(shù)以及計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字信號處理技術(shù)也相應(yīng)地得到發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。

數(shù)字信號處理前后需要一些輔助電路，它們和數(shù)字信號處理器構(gòu)成一個系統(tǒng)，具體如圖1所示：

圖1　數(shù)字信號處理系統(tǒng)圖

在圖1中，A.初始信號代表某種事物的運動變換，它經(jīng)信號轉(zhuǎn)換單元可變?yōu)殡娦盘?，例如聲波，它?jīng)過麥克風(fēng)后就變?yōu)殡娦盘?，又如壓力，它?jīng)壓力傳感器后變?yōu)殡娦盘?，電信號可視為許多頻率的正弦波的組合；B.低通濾波單元濾除信號的部分高頻成分，防止模數(shù)轉(zhuǎn)換時失去原信號的基本特征；C.模數(shù)轉(zhuǎn)換單元每隔一段時間測量一次模擬信號，并將測量結(jié)果用二進制數(shù)表示；D.數(shù)字信號處理單元實際上是一個計算機，它按照指令對二進制的數(shù)字信號進行計算，例如，將聲波信號與一個高頻正弦波信號相乘，可實現(xiàn)幅度調(diào)制，實際上，數(shù)字信號往往還要變回模擬信號，才能發(fā)揮它的作用，例如，無線電是電磁波通過天線向外發(fā)射的，這時的電磁波只能是模擬信號；E.數(shù)模轉(zhuǎn)換單元將處理后的數(shù)字信號變?yōu)檫B續(xù)時間信號，這種信號的特點是一段一段的直線相連，有很多地方的變化不平滑，例如，調(diào)制后的數(shù)字信號，變成模擬信號后才能送往天線，通過天線就可以向外發(fā)射了，低通濾波單元有平均的作用，不平滑的信號經(jīng)低通濾波后，可以變得比較平滑，具體如圖2所示：

圖2　數(shù)模轉(zhuǎn)換的原理圖

平滑的信號經(jīng)信號轉(zhuǎn)換單元后，就變成某種物質(zhì)的運動變化，例如揚聲器，它可將電波變?yōu)槁暡ǎ秩缣炀€，它可將電流變?yōu)殡姶挪ǎ姶挪ㄊ且环N互相變化的電場和磁場，可以在空間中以波的形式快速移動，若只考慮電信號的處理過程，數(shù)字信號處理系統(tǒng)可看作由五個單元組成，具體如圖3所示：

圖3　五個單元的數(shù)字信號處理系統(tǒng)圖

2、偵察和反偵察的關(guān)鍵技術(shù)

2.1信號偵察過程的數(shù)學(xué)模型

在進行電子偵察的過程中，偵察敵方的信源并對其進行解密是非常重要的。通常情況下，會通過一種數(shù)學(xué)模型來實現(xiàn)，即通過對線性預(yù)測和數(shù)字濾波處理技術(shù)的利用來實現(xiàn)，其具體過程如圖4所示：（在圖4中，x（n）是輸入信號，e（n）是輸出信號。）

圖4　預(yù)測誤差濾波器過程圖

2.2以混沌序列為基礎(chǔ)的電子反偵察系統(tǒng)

從定義上來說，反偵察是相對電子偵察而言的，現(xiàn)如今，將混沌序列應(yīng)用在反偵察系統(tǒng)中非常流行，可以起到保密的作用，因為即使使用上述的線性預(yù)測等方法也很難偵察出信源序列，所以以混沌序列為基礎(chǔ)的電子反偵察系統(tǒng)便得到了很好的應(yīng)用。在其收發(fā)端，系統(tǒng)采用了數(shù)字混沌序列相同的發(fā)生器，具體如圖5所示，圖中信源序列（即明文）為Sk，二值混沌序列為Zk。

圖5　以混沌序列為基礎(chǔ)的電子反偵察系統(tǒng)圖

3、電子對抗和反對抗的重要技術(shù)

3.1對抗系統(tǒng)的頂層設(shè)計技術(shù)

對抗系統(tǒng)的頂層設(shè)計技術(shù)主要包括綜合協(xié)調(diào)技術(shù)，綜合應(yīng)用技術(shù)，指揮控制技術(shù)，多種對抗技術(shù)、其它電子以及復(fù)合使用技術(shù)（這是針對火力武器而言的）。

3.2信號偵察技術(shù)及其數(shù)字處理技術(shù)

對抗的前提就是偵察，電子干擾的前提也是在偵察。要對跳頻技術(shù)和擴頻技術(shù)進行重點研究，進行快速搜索及截獲，進而使得對輻射源的測向能力和定位能力得到一定的提高，并且非?？焖?。

3.3空中平臺的通信偵察和反偵察技術(shù)

空中通信偵察的平臺包括衛(wèi)星、飛機、飛艇、氣球，對空中平臺的通信偵察和反偵察，是現(xiàn)代電子戰(zhàn)的重要內(nèi)容。

3.4高效的綜合干擾技術(shù)

由于數(shù)字處理技術(shù)的發(fā)展，單一的干擾技術(shù)難以對戰(zhàn)爭全局起到?jīng)Q定性影響。綜合干擾技術(shù)正用得越來越多，而分布式干擾被證實為對付預(yù)警機、新型雷達網(wǎng)、通信、導(dǎo)航系統(tǒng)的有效手段。以上干擾技術(shù)的綜合，在信息化戰(zhàn)場上具有十分重要的作用。

4、結(jié)束語

由上述分析可知，數(shù)字處理技術(shù)已經(jīng)得到了迅速的發(fā)展，關(guān)于偵察和反偵察的各種新技術(shù)也正不斷地涌現(xiàn)出來，新技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展都是在數(shù)字處理技術(shù)迅速發(fā)展的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。對于電子偵察和反偵察等領(lǐng)域的研究以及發(fā)展而言，具有速度高、容量大等特點的數(shù)字處理技術(shù)及其在極化域、功率域、空域、調(diào)制域、頻域和時域內(nèi)對信號特性所進行的研究和探索是重點，有待進一步研究和探索。

［1］石熊.基于DSP的電子偵察信號處理技術(shù)研究［D］.西安電子科技大學(xué)，2012.

［2］秦莉梅.混沌信號處理方法與應(yīng)用研究及其硬件實現(xiàn)［D］.電子科技大學(xué)，2004.