提高二次雷達(dá)系統(tǒng)識(shí)別概率和作用范圍的設(shè)想
摘 要:
摘 要:本文通過誤碼率與解調(diào)器輸入端信噪比之間的關(guān)系,分析采用了不同編譯碼和不同的調(diào)制、解調(diào)方式對(duì)識(shí)別概率和作用范圍的影響,并給出了相應(yīng)的關(guān)系式。
關(guān)鍵詞:
關(guān)鍵詞:二次雷達(dá) 誤碼率 擴(kuò)頻調(diào)制
二次雷達(dá)系統(tǒng)的首要功能是建立在對(duì)其監(jiān)視范圍內(nèi)所有我方目標(biāo)的身份分類和識(shí)別。識(shí)別我方目標(biāo)是為了在實(shí)施對(duì)敵方目標(biāo)戰(zhàn)術(shù)攻擊的同時(shí)避免對(duì)我方目標(biāo)進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)攻擊,以免互相殘殺。因此,提高系統(tǒng)識(shí)別概率是二次雷達(dá)系統(tǒng)的首要任務(wù)。從二次雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)展過程和應(yīng)用目的可以看出,該系統(tǒng)存在和發(fā)展的前提就是要在復(fù)雜惡劣的現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)電子環(huán)境下,具有足夠高的識(shí)別概率;同時(shí),它也是確定系統(tǒng)其他指標(biāo)(如:作用范圍、容量、分辨能力)的基礎(chǔ)。為此,,通過誤碼率與解調(diào)器輸入端信噪比之間的關(guān)系,分析采用了不同編譯碼和不同的調(diào)制、解調(diào)方式對(duì)識(shí)別概率和作用范圍的影響。
1 二次雷達(dá)系統(tǒng)的主要指標(biāo)
二次雷達(dá)系統(tǒng)的指標(biāo)包括識(shí)別概率、作用范圍、系統(tǒng)容量、應(yīng)答平臺(tái)的分辨能力等。筆者主要分析識(shí)別概率和作用范圍這兩個(gè)指標(biāo)。
1.1 識(shí)別概率
識(shí)別概率(對(duì)協(xié)同目標(biāo)正確判斷概率的簡(jiǎn)稱)是二次雷達(dá)系統(tǒng)的一個(gè)最重要指標(biāo)。從技術(shù)角度來講,識(shí)別概率是貫穿于系統(tǒng)技術(shù)體制乃至整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備設(shè)計(jì)過程中的一個(gè)核心指標(biāo)。從技術(shù)角度分析識(shí)別概率,主要是研究由于體制本身和可預(yù)計(jì)的自然環(huán)境對(duì)詢問和應(yīng)答成功率的影響情況,它與系統(tǒng)的體制、信號(hào)的編譯碼和調(diào)制解調(diào)方式有關(guān)。一般地講,它可以通過最小可探測(cè)信號(hào)電平、虛警概率與信號(hào)解碼誤碼率之間的關(guān)系來確定。
1.2 作用范圍
二次雷達(dá)系統(tǒng)的作用范圍是一個(gè)比較不太好確定的指標(biāo),它一般由系統(tǒng)中詢問平臺(tái)的作用范圍和應(yīng)答平臺(tái)的作用范圍來共同確定。由于該系統(tǒng)在軍事應(yīng)用方面的特殊性、裝載平臺(tái)種類繁多,并且不同平臺(tái)的作戰(zhàn)使用要求的差距也比較大。
從技術(shù)上講,決定一個(gè)系統(tǒng)設(shè)備作用距離的主要因素包括天線增益、發(fā)射功率和最小可探測(cè)信號(hào)電平,本文從保證一定誤碼率的前提下,分析不用編譯碼和不同調(diào)制解調(diào)方式所需要的最小解調(diào)的輸入端信噪比。
2 與之間的關(guān)系
采用擴(kuò)頻技術(shù),信號(hào)頻譜擴(kuò)展在很寬的頻帶上,信號(hào)甚至被埋藏在噪聲中;同時(shí),信號(hào)出現(xiàn)的時(shí)機(jī)又是隨機(jī)的,使敵方不易接收,由于信號(hào)可相關(guān)接收,而干擾是不相關(guān)的。這樣就把干擾頻譜也展寬,從而降低了單位頻帶上的干擾能量。擴(kuò)頻系統(tǒng)的模型如圖1所示。
擴(kuò)頻方式可分為直接序列擴(kuò)頻、跳頻、跳時(shí)和線性調(diào)頻等,其中最常用的是直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)。在擴(kuò)頻信號(hào)的設(shè)計(jì)中要考慮兩個(gè)要素:信號(hào)編碼和偽隨機(jī)性。通常的調(diào)制信號(hào)有二相相移鍵控(Binary Phase Shift Keying)BPSK、四相相移鍵控(Quadrature Phase Shift Keying)QPSK、最小頻移鍵控(Minimum- Shift Keying)MSK等調(diào)制信號(hào),從誤差性能上講,BPSK優(yōu)于 QPSK和MSK,因而我們用BPSK直擴(kuò)信號(hào)來討論。
不同的調(diào)制方式,與之間的關(guān)系是不同的。BPSK系統(tǒng)相干解調(diào)誤碼率與解調(diào)器輸入端的歸一化信噪比之間有下式的關(guān)系:
(1)
式中:——輸入端BPSK數(shù)字信號(hào)每比特的能量;
——輸入白噪聲單邊帶功率譜密度。
在采用了相干調(diào)制解調(diào)技術(shù)后,按保證=10-6要求計(jì)算,當(dāng)沒有采用信道編碼技術(shù)時(shí),理論上要求為10.5dB。目前,國際上采用(k,r)為(15,1/6)卷積碼和R-S(Reed-Solomon)碼級(jí)聯(lián),達(dá)到只需要為0.53dB的先進(jìn)水平。
與接收機(jī)視頻輸出信號(hào)/噪聲電壓比的關(guān)系式如下:
(2)
式中:——接收機(jī)視頻輸出信號(hào)/噪聲電壓比;
——接收機(jī)視頻輸出電路等效帶寬;
——每個(gè)碼元寬度。
例如:=10,=5kHz,=1/24000 s,得到=20.833≈13.2dB。
3 結(jié)語
基于元器件水平的快速發(fā)展,高速、大容量DSP和FPGA的應(yīng)用,硬件已不是工程設(shè)計(jì)的瓶頸,選擇合適的編譯碼和調(diào)制解調(diào)方式,可以大大提高識(shí)別概率和作用范圍,并且系統(tǒng)中再采用糾錯(cuò)碼技術(shù)的同時(shí),采用擴(kuò)頻技術(shù)更加能增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力。
本文編號(hào):14749
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