雷达与通信信号一体化侦察系统半实物仿真_甄君

雷达与通信信号一体化侦察系统半实物仿真甄　君1,张建华1,员建厦2,周　涛2,张东坡3(1.中国船舶工业集团公司船舶系统工程部,北京100036;2.中国电子科技集团公司第54研究所,石家庄050081;3.中国电子科技集团公司第36研究所,嘉兴314033)摘要:阐述了雷达与通信信号情报侦察一体化系统的组成及结构,建立了一体化电子侦察半实物仿真系统。

系统仿真试验验证了雷达与通信信号一体化电子侦察系统的信息流程,以及系统具有的资源共享、动态重构、多手段侦察信息综合应用等功能。

关键词:信号侦察;一体化侦察;半实物仿真中图分类号:TN97 文献标识码:A 文章编号:CN3221413(2010)0120056203Semi 2physical Simulation of Integrated R econnaissance System ofR adar and Communication SignalsZH EN J un 1,ZHAN G Jian 2hua 1,YUAN Jian 2sha 2,ZHOU Tao 2,ZHAN G Dong 2po 3(1.Ship Systems Engineering Department of CSIC ,Beijing 100036,China ;2.The 54th Research Institute of CETC ,Shijiazhuang 050081,China ;3.The 36th Research Institute of CETC ,Jiaxing 314033,China )Abstract :This paper expatiates t he compo sitio n and configuration of radar and communication sig 2nal intelligence reconnaissance integrated system ,establishes t he integrated electronic reconnais 2sance semi 2p hysical simulation system.The system simulation experiment validates t he information flow of t he radar and communication signals integrated elect ronic reconnaissance system ,along wit h t he f unctions such as t he resource share ,dynamic re 2const ruction and integrated application of multi 2means reconnaissance information.K ey w ords :signal reconnaissance ;integrated reconnaissance ;semi 2p hysical simulation0　引　言现代电子对抗系统作战功能主要包括电子侦察功能、电子干扰功能、电磁攻击功能等,其中电子侦察是实施其它电子对抗作战功能的先导和基础。

目前电子对抗侦察装备中的雷达信号情报侦察、通信信号情报侦察以及其它电子情报侦察在硬件设备上彼此独立,信号处理后获取的情报信息也互不关联,难以实现相互支援和情报综合应用。

实际上,基于软件无线电技术的雷达信号侦察装备和通信信号侦察装备在物理组成上都是由天线、射频前端、高速A/D 转换器、通用和专用数字信号处理器以及各种功能软件组成,2种侦察装备的主要区别在于专用数字信号处理部分。

为了提高电子对抗系统综合电子侦察效能,本文在分析雷达信号侦察装备和通信信号侦察装备共性的基础上,应用软件无线电技术和综合一体化设计技术,以及高性能的数字信号处理技术,进行了雷达与通信信号一体化侦察系统半实物仿真。

1　仿真系统组成本文在研究雷达与通信信号一体化侦察系统体系结构的基础上,搭建了雷达与通信信号一体化侦察的半实物仿真系统。

仿真系统主要包括雷达信号收稿日期:200904122010年2月舰船电子对抗Feb.2010第33卷第1期SHIPBOARD EL ECTRONIC COUN TERM EASU REVol.33No.1发生器、通信信号发生器、共用射频前端模块、通用信号处理平台、共用信息处理终端、情报分析终端和综合管理控制台等。

一体化侦察系统半实物仿真组成框图如图1所示。

图1　一体化侦察系统半实物仿真组成框图1.1　共用射频前端模块在一体化电子侦察系统中,射频前端输入设置不再根据信号体制划分,而是根据侦察频段划分。

一体化电子侦察实现全频域电磁侦察,在接收机部分划分成2个侦察频段,这里称为低频段和高频段,低频段以通信信号侦察为主,高频段以雷达信号侦察为主。

因此共用射频前端模块包括2个子模块,其中一个子模块的输入为低频段信号,输出中心频率为f i 1、带宽为B i 1的中频信号;另一个子模块的输入为高频段信号,输出中心频率为f i 2、带宽为B i 2的中频信号。

1.2　通用信号处理平台通用信号处理平台采用标准CPCI 总线和模块化设计,主要由A/D 转换模块、数字下变频模块和数字信号处理模块等组成。

针对一体化侦察系统可能接收的各种体制信号,根据硬件模块通用化、软件构件功能化的设计原则,研制了信号处理通用硬件模块,并开发了处理不同体制信号的各种专用软件构件。

通用信号处理平台建立了开放式的系统结构,实现了软、硬件即插即用,可方便地根据需要选用不同的软件构件和硬件模块组合成不同规模与功能应用的信号处理机。

1.3　共用信息处理终端半实物仿真系统根据试验规模配置多个信息处理终端。

信息处理终端使用相同的硬件配置,可以灵活分配,通过加载不同的功能软件定义为不同的侦察终端。

信息处理终端作为侦察终端的同时,也可以作为信号处理机的主控计算机,主要任务是接收信号处理机输出的信号特征数据,完成数据处理和分析计算。

1.4　情报分析终端情报分析终端具有多源情报处理和综合电磁态势生成等功能,能形成有价值的技术和战术情报。

1.5　综合管理控制台综合管理控制台具有系统资源管理、任务分配、综合显示等功能。

综合管理控制台通过控制总线和计算机网络对一体化电子侦察系统进行管理调度。

在以往的侦察系统中,各侦察分系统都有单独的显控台,对所属的侦察分系统进行垂直指挥控制。

一体化电子侦察系统中的综合管理控制台不是各传统侦察分系统显控台的简单功能集成,而是根据综合侦察态势进行系统资源动态调度,从而大大提高系统综合侦察效能。

2　仿真系统工作原理在一体化电子侦察系统仿真试验过程中,制定了3种仿真预案,预案内容如下:(1)仿真系统配置一部通用信号处理平台,先执行通信信号侦察任务,再执行雷达信号侦察任务。

仿真系统工作流程如图2所示。

图2　一体化侦察系统半实物仿真工作流程示意图在图2中系统初始化结束后,综合管理控制台向各功能模块发送“通信信号侦察任务分配”信息,各功能模块启动通信信号侦察任务软件;发送“通信信号侦察命令”信息,一体化电子侦察系统进入通信信号侦察模式;通用信号处理平台自动加载通信信号处理软件配置为通信信号处理机,进行信号检测、处理、识别,将“通信信号分析结果”信息发送到通信情报分析终端和综合管理控制台;通信信号侦察任75第1期甄君等:雷达与通信信号一体化侦察系统半实物仿真务结束,综合管理控制台启动“侦察命令”窗口发送“撤销通信信号侦察命令”信息;综合管理控制台向系统发送“雷达信号侦察任务分配”信息和“雷达信号侦察命令”信息,一体化电子侦察系统执行雷达信号侦察任务。

(2)仿真系统配置一部通用信号处理平台,先执行雷达信号侦察任务,再执行通信信号侦察任务。

与上一种仿真预案工作流程相似,不再描述。

(3)仿真系统配置2部通用信号处理平台,同时执行通信信号侦察任务和雷达信号侦察任务。

综合管理控制台通过发送侦察任务分配信息,将2部通用信号处理平台分别配置为雷达信号处理机和通信信号处理机;同时配置多个共用信息处理终端作为雷达侦察信息处理终端和通信侦察信息处理终端;情报分析终端对来自不同侦察终端的多源信号情报进行综合处理,形成综合侦察态势,上报到综合管理控制台,综合管理控制台根据综合侦察态势自适应调整侦察方案,通过系统资源重构实现多任务复用。

3　仿真系统主要技术特征针对目前电子对抗侦察装备存在的以硬件为核心、功能单一等不足之处,一体化侦察半实物仿真系统建立了通用硬件模块,以软件为核心,实现多频段、多功能、自适应侦察。

根据仿真试验,一体化侦察系统的主要技术特征体现在以下几个方面。

3.1　多层级一体化的开放式体系结构一体化侦察系统根据侦察流程进行层次划分,分为射频层、中频层、数字层3个层级,对同一层级上的功能模块进行一体化设计,建立多层级一体化的体系结构。

根据当前的技术水平,在射频层、分频段实现一体化;在中频层和数字层,在通用设备上进行功能软件重组实现一体化。

仿真系统开放式体系结构可以根据装备平台和侦察任务需求进行裁剪或扩充,完成多种侦察任务。

3.2　系统资源管理策略一体化侦察系统在综合管理控制台上设置资源管理器,进行系统硬件资源和软件资源的自适应综合管理调度。

仿真系统根据侦察任务需求以及战场综合侦察电磁态势,通过资源管理策略自适应地重组与侦察任务相适应的侦察功能。

系统资源管理过程如图3所示。

图3　系统资源管理过程示意图系统资源管理策略表示如下:T=(A,R,C)(1)式中:A={a1,a2,…,a n},为侦察任务集;R={r1, r2,…,r m},为系统侦察资源集;C=C r∧C t,为约束集,C r为资源约束,表示同一侦察资源的时间窗口,不能同时分配给2个及2个以上的任务;C t为时间约束,表示侦察任务的时间要求,侦察任务必须在规定的时间段内完成。

资源管理策略是系统综合管理控制技术的核心,系统资源管理以实时数字控制技术和自适应信号处理技术为基础,完成在频域、时域、空域上全面的综合电子情报侦察。

3.3　系统动态重组系统通过工作路径动态重构和功能软件重组实现动态重组。

在仿真系统中,综合管理控制台根据侦察任务和综合侦察态势,制定系统配置文件,通过控制总线向各功能模块发送相应的任务分配信息和侦察命令信息,重构信号侦察、接收、处理、分析通道,实现系统工作路径重构。

在射频层控制天线开关矩阵进行射频信号路径重构,在中频层控制中频开关矩阵进行中频信号路径重构,在数字层通过高速数据总线和计算机网络实现数字信号和情报的信息路径重构。