《电子战信号处理》PPT课件

作战对象种类多，数量大，空间分布宽，信号密度大（时、空、频占用率 高）
发展变化快，时效性强，对抗（博弈）性强
在时间、空间、频谱、极化、能量、时频调制等参数域非匹配信号处理
• 时间域
不确知信号的出现和消失时间
全时工作的信号（导航，部分测控/通信/连续波雷达，数据链等）；
选时工作的信号（敌我识别，无线电引信，脉冲雷达，猝发测控/通信等）
2818
3133
3448
3763
4073
例2. 某雷达发射脉冲功率105W，波长10cm，天线增益30d 增益10dB，距离300km，求在双方天线对准、极化失配损
解线：输P 出10信8 号1403的1功031 率100.5122 0.5 3.5104 mW 34.5dBm
1.1.2 电子战信号
• 线性/非线性调频的主要作用： 提高信噪比 通过脉冲压缩提高信号功率 和威力范围 扩展频带，改善距离分辨能力
1.1.2 电子战信号
1.1.2.3 雷达信号
2. 相位调制
脉内相位调制 表达式 主要参数
稳定相位
0 , t
二相编码
四相编码
随机相位
ci t iT ,0 i n {ci(0,1)}i ,T,n
0 i n1
k 1
np i
,L L
k
np ,i
p 1
modi, L
p 1
发射天线扫描调制 AR tr , t r r , r 为侦察天线方位仰角 天线振幅方向图 AR 0,0 AR , ,, t, t 为两维波束扫描
波束形状：针状波束（两维窄），扇形波束（一宽一窄），柱状波束（两维宽）
例1. 某雷达采用重频成组3参差工作方式，每组的参数分别为：310s/3脉 冲，312s/4脉冲，315s/5脉冲，若首脉冲发射时间为10s，试求该 雷达前14个脉冲的发射时间
解： 序号
1
时间s
10
序号
8
2
3
4
5
6
7
320
630
940
1252
1564
1876
9
10
11
12
13
14
时间s
2188
2503
15
30
45
90
150
300
2
15
30
50
100
0.2
0.3
0.6
1
2
1
1
6
25
200
1.1.2 电子战信号
1.1.2.3 雷达信号
2. 相位调制 分为脉内调制和脉间调制、频率调制和离散
脉内频率调制 相单位频 调制频两率类分集 频率编码 线性调频 非线性调频
表达式
0t，t 2
， t m i i1
a) 发射信号调制分为：脉冲，连续波两类
• 脉冲调制分为：脉内调制和脉间调制
脉内调制集合
E
a
j
t
0,
t
j
2
,
a
j
m
ax t
n 1
j1
n, a j t , j
分别称为脉冲包络种类 归一化包络函数，脉宽
aj
t 是雷达信号个体识别的重要依据，常用的特征有：上升时间
顶部起伏均值
a j，t 方差
2，归一化包络频谱
3.无盲速约束
PRIi
ait
, n
i1
a为i 互质正整数，
1为最t 小盲速频率
4.保持额定工作比设计 D PRI
5.按照威力图和约束1、3设计
i
,
i
,
PRI
i
,
ni
i
6.相参雷达信号处理中极少使用抖动PRI
7.尽可能采用大脉宽（>2s）和脉冲压缩调制，降低峰值功率反侦察
8.由于收发隔离度有限，连续波雷达的灵敏度偏低，作用距离较近，但适于 近程和末端探测，以及用作半主动寻的照射源（发射与接收异地）
主要按照作战对象的差别进行分类 雷达对抗：包括对雷达、敌我识别器、无线电引信等的对抗； 通信对抗：包括对通信、数据链、无线网络、遥控遥测、无线电导航等
的对抗； 光电对抗：包括对红外、可见光、激光、紫外等探测器的对抗； 计算机网络对抗：包括战场无线网络对抗和有线网络对抗等。
1.1.2 电子战信号
1.1.2.3 雷达信号
例3. 某PD雷达最大无模糊可测目标速度1500m/s，工作波长3cm，试求其需要采用的最小脉 冲重复频率（重复周期）
解：
fd max
2 1500 0.03
100KHz,
fr
200KHz,Tr
1 2 105
且正交采样
5s
例4. 某雷达距离分辨15m，在5个仰角时的威力范围如下表，若在40仰角时需要的脉冲积累数 解 1为.根：1据，距试离求分该辨雷要达求在，其信它号各谱仰宽角均处为需采B 用c的2信R号谱3宽1时08宽2、脉15冲 重10复MH周z期和脉冲积累数。
调频 调频系数，带宽，函数，周期
调相 调相系数，带宽，函数，周期
1.1.1 电子战
1.1.1.2 特点
电子战装备技术特点 与作战对象的技术和发展关系密切，针对性强，应充分利用各种先验信
息 需要以高速信息网络为基础，构建全时间、全球化、全频谱综合的电子
战系统 技术与战术的结合，人与设备的结合
1.1.1.3 分类
特点：以高功率射频脉冲为主，频段3MHz100GHz，有脉内/脉间/天线扫 描调制特性。影响雷达PRI、的若干因素
1.最小距离 Rm和in 最大无模糊距离 的Rm约ax 束
2Rmin c t, PRI 2Rmax c
2.距离分辨力 约R 束 R c 2，B 对普通脉冲 B 1
3.最大无模糊测速（PD雷达）的约束 1 PRI 2 fd max 4Vrmax
ja
Aj 等
t ，js 下降时间
t，jd
1.1.2 电子战信号
1.1.2.3 雷达信号
1. 幅度调制
脉间调制
重复周期调制
K成组参差加抖动 参差数k，周期长 L，抖动量T
at ti , at E, ti ti1 PRI i , i 1,2,
i
PRI
PRI1 T
PRIk T
,
1.1.2 电子战信号
1.1.2.3 雷达信号
以高功率射频脉冲为主，频段3MHz100GHz，有脉内/脉间/天线扫描调制特性
窄带信号的复信号表示 st At exp j0t t
幅相调制函数 At , ω0t t
1. 幅度调制
由发射信号调制，天线扫描调制，传输路径调制，接收天线调制等组成
ci t iT / 2,0 i n t0,2
{ci(0,1,2,3)}i ,T, n
• 相位编码的作用： 提高信噪比 通过脉冲压缩提高信号功率 和威力范围，处理简单 扩展频带，改善距离分辨能力，但作用有限 存在速度失配损失，大码长对高速目标损失严重
1.1.2 电子战信号
1.1.2.3 雷达信号
垂直极化（大部分民用信号，部分雷达/通信等）
水平极化（部分雷达/通信等）
圆极化（部分雷达等）
• 能量域
不确知信号出现的功率
影响功率的因素：发射源功率，发射天线增益与波束指向，空间传播衰减，接收 天线增益与波束指向等
• 调制域
不确知信号出现的调制形式与调制参数
调制形式：调幅，调频，调相，复合调制等
调制参数：调幅 调幅系数，边带，周期，谱宽
电子战信号处理
西安电子科技大学电子对抗研究所 2012年5月
主要内容
1、绪论 2、信号的频率测量与频谱分析 3、信号的测向与定位 4、雷达侦察的信号处理 5、通信侦察与信号处理 6、电子战侦察接收系统 7、干扰引导的信号处理 8、干扰系统综合设计技术 9、反辐射攻击的信号处理 10、对雷达的无源干扰技术
• 空间域
不确知信号出现的空间位置（方位/仰角/距离/轨迹）
水下，地/水面，空中，空间（临近，低/中/高轨，星间，星际）
• 频谱域
不确知信号出现的频谱位置和分布
微波频段3MHz-300GHz，光电频段300GHz300THz(=1mm1m)
1.1.1 电子战
1.1.1.2 特点
• 极化域
不确知信号出现的极化方向
a 2 t
i
ti , Pt
A2 2
Pt
PtGt R t, R t Gr tr , t r 2 4R2
, Pt
A2 2
当收发天线互指时， 接收到的雷达信号 功率最强
R t , R t ,t r , t r GR 0,0 GR ,Gr 0,0 Gr
1.1.2 电子战信号
1.1.2.3 雷达信号
2.根据最小测距要求，其它仰角的脉宽应为： 2Rmin / c 3.根据最大测距要求，各仰角PRI和积累数应为： PRI 2Rm，ax / c
n Rmax 30km4 /D / 20
仰角 最小距离km 最大距离km 脉冲宽度s PRI ms 脉冲积累数
40
30
20
10
5
0.3
2.25
4.5
7.5
1.1.2.1 电子战信号的来源
1、敌方电子信息系统辐射的电磁信号，是本课程研究处理的主要对象； 2、己方电子信息系统辐射的电磁信号，是本课程需要保护的对象； 3、敌方电子信息系统辐射的电磁诱饵信号，与信号1或信号2具有密切的关
系，是本课程需要识别处理的对象，也是对抗技术发展的瓶颈； 4、它方电子信息系统辐射的电磁信号，其中一部份是本课程研究处理的对
极化失配损失（侦察接收常用圆 极0.5 化）
1
传播路径衰减R
1 4R 2
2
R 为收发天线之间距离
脉冲雷达幅度调制
At AR ARtr , t r ARtr , t r at ti
i
1.1.2 电子战信号
1.1.2.3 雷达信号 1. 幅度调制 脉冲雷达功率调制
Pt
PtGt R t连, 续R波t雷达4G功Rr率2调t制r , t r 2
象（构建环境数据库），而另一部分则是电磁干扰信号。
1.1.2.2 作战对象的信号分类
1．雷达与雷达诱饵信号 用于探测目标和伪装雷达发射信号。 2. 通信与通信诱饵信号 用于传输信息和伪装通信发射信号。 3. 敌我识别（询问机）信号 用于双向身分识别 4. 无线电引信信号 用于探测目标引爆战斗部 5. 导航信号 用于目标自定位
扫描方式：机械扫描（连续），电扫描（离散），机电混合扫描（一机一电） 针状波束扫描：光栅，螺线（渐近/渐开），随机 扇形波束扫描：圆周，线性，扇形 柱状波束扫描：引导固定
1.1.2 电子战信号
1.1.2.3 雷达信号
1. 幅度调制
接收天线扫描调A制r r tR, r t R R, R 为雷达天线方位仰角
1.1.2 电子战信号
1.1.2.4 通信信号
仍然符合窄带信号。 1. 模拟调制
名称
表达式
全边带调幅 双边带调幅 单边带调幅 频率调制 相位调制 幅相调制
A1 mxt cos0t
Axt cos0t xt cos0t yt sin 0t
Acos0t
T
k
FM
x
d
A cos0t kPM xt
典型接收天线阵非扫Ari描ri , ri
i
n i 1
ri ,ຫໍສະໝຸດ Baidu ri
为各天线相对方位仰角
全向天线（常用于测频/测时/信号Ar 检r ,测r） Ar ,r , r 宽波束天线（常用于干涉仪/时差Ar 测r ,向r） Ar ,r / r V
窄波束天线（常用于比幅测Ar 向r ,）r , r 0.5 2, r 0.5 2
2、电磁谱的控制权 即能够在需要的时间和空间，剥夺敌方对电磁谱的利用权，保障己方对电磁谱的 利用权。 一般将剥夺敌方对电磁谱利用权的行为称为电子对抗（ECM），包括电子干扰 和电子攻击；将保障己方对电磁谱利用权的行为称为电子反对抗（ECCM）或抗干 扰和抗摧毁。
1.1.1 电子战
1.1.1.2 特点
1、绪论
1.1 电子战与电子战信号环境 1.2 电子战信号处理
1.1 电子战与电子战信号环境
1.1.1 电子战 1.1.2 电子战信号 1.1.3 电子战信号环境
1.1.1 电子战
1.1.1.1 定义 电子战是敌对的双方或多方争夺电磁谱权的斗争。电磁谱权包括：
1. 电磁谱的利用权 即能够在足够的时间和空间，利用电磁谱获取有用信息。其中既包括利用己方的 电磁辐射与散射，也包括利用敌方和它方的电磁辐射与散射。 一般通信、雷达、敌我识别、遥控遥测、无线电引信、导航等主要利用己方的 电磁辐射与散射，而狭义电子战的电子侦察和电子对抗主要利用敌方或它方的电 磁辐射（一般电子侦察探测），少数利用散射（超视距侦察、PCL等）。
A1 mx1t cos0t kPM x2 t
调制信号
xt xt xt, yt xt xt
x1t, x2t
调制参数
A,0, m A,0 0
A,0 , kFM
A,0 , kPM A,0 , m, kPM
t 2 i t iT ,0 i n 0t t2 / 2, t 2
t, t 2
主要参数
0
{i}i
{i}i ,T,n 0,
• 频率分集/编码的作用： 频扫 每个不同频率对应不同的波束指向，构成同时多波束 抗目标角闪烁 使目标RCS和散射中心相对稳定 抗干扰 反无同时信号侦测能力的电子侦察，抗全频率非同时干扰