【摘 要】隨著我國(guó)科技水平的不斷提高，已經(jīng)研發(fā)出新型的無(wú)線電引信技術(shù)，即新一代毫米波引信。這一新技術(shù)的問(wèn)世，具有傳統(tǒng)無(wú)線電引信技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)越性。因此，新一代毫米波引信受到了社會(huì)的廣泛關(guān)注與重視。

【關(guān)鍵詞】新一代毫米波引 數(shù)字化信號(hào)處理 中頻數(shù)字化

新一代毫米波引是引信界的最新科研成果，自身具有空間分辨率更加清楚、體積較小、低空性能良好等特點(diǎn)，在實(shí)際中有更好的使用性。新一代毫米波引兼容性更強(qiáng)，引信平臺(tái)更豐富。本文進(jìn)一步探討了有關(guān)新一代毫米引信中頻數(shù)字化信號(hào)處理設(shè)計(jì)的思路與方法，以及其工作原理。

一、新一代引信技術(shù)

新一代毫米波引信技術(shù)，是兼容性較強(qiáng)的引信平臺(tái)，通過(guò)從發(fā)射、接收入手，對(duì)調(diào)制和解調(diào)進(jìn)行改變，進(jìn)而組成三種體制引信，并且這三種體制引信可以根據(jù)具體場(chǎng)合進(jìn)行轉(zhuǎn)化。等高等周期脈沖調(diào)制最為簡(jiǎn)單，適合高空中的應(yīng)用，也可應(yīng)對(duì)在電磁干擾不強(qiáng)的環(huán)境里進(jìn)行針對(duì)性測(cè)試。然而，隨即脈位的PD體制引信，更適合在低空作戰(zhàn)的使用。脈沖偽碼0/π二值調(diào)相FD體制更加適應(yīng)在超低空的作戰(zhàn)，因?yàn)槠渥陨砭哂锌刂凭嚯x伏辯的能力。為了更好實(shí)現(xiàn)高科技發(fā)展前景，信號(hào)處理硬件必須加強(qiáng)，在優(yōu)秀的兼容性下，還要具備較高的合成性、數(shù)字化設(shè)計(jì)。信號(hào)處理設(shè)計(jì)不僅要面對(duì)各種戰(zhàn)術(shù)的考驗(yàn)，還有具備較強(qiáng)的自主適應(yīng)性[1]。

二、信號(hào)處理設(shè)計(jì)重點(diǎn)思路與方法

為提高引信系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換能力，就應(yīng)加強(qiáng)數(shù)字化信號(hào)處理的能力，重點(diǎn)加強(qiáng)時(shí)域、頻域二維，只有如此才能更好地進(jìn)行調(diào)制、解調(diào)相互切換。信號(hào)處理要包含多種特征，不僅要有目標(biāo)的實(shí)際速度，還要具備干擾和距離方面的信息。因此，要從零中頻作為起點(diǎn)進(jìn)行處理。在三種不同體制下進(jìn)行零中頻處理，還要進(jìn)行以下數(shù)字處理：高頻數(shù)據(jù)的采集、A/D變換、時(shí)域信號(hào)處理、時(shí)域數(shù)據(jù)積累、功率譜計(jì)算、干擾模式分析、動(dòng)態(tài)檢測(cè)、目標(biāo)譜峰搜索，并且還要獲得彈上引戰(zhàn)最優(yōu)推遲時(shí)間，還要著手研究調(diào)制解制新方式，要做到軟切換。最后，在雜波干擾下，進(jìn)行動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)，做好識(shí)別實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)指令滿足引爆戰(zhàn)斗[2]。

選取較為普遍的PD頻域信號(hào)處理，可以對(duì)無(wú)規(guī)律出現(xiàn)的脈位進(jìn)行回波處理，這一結(jié)果，在MATLAB軟件和System View軟件中都得到了認(rèn)證，數(shù)字仿真結(jié)果的誤差已經(jīng)控制在可以不考慮的范圍內(nèi)。因而，脈間0/π調(diào)相解調(diào)工作在信號(hào)處理后期起著至關(guān)重要的作用。過(guò)去面對(duì)脈沖0/π調(diào)相都采取模擬的方式，運(yùn)用乘法器和帶通濾波相結(jié)合的方法，對(duì)回波脈沖進(jìn)行解調(diào)。而新一代毫米波引信技術(shù)，在信號(hào)處理上做了改良，利用數(shù)字化的方法，對(duì)零中頻脈波進(jìn)行改造。不但降低非線性在處理上的工作，還提高了對(duì)目標(biāo)距離信息的完善，數(shù)字化的處理實(shí)現(xiàn)了體制軟轉(zhuǎn)換，給以后的偽碼解調(diào)帶來(lái)方便。

要想強(qiáng)化干擾信號(hào)特征，新一代毫米波引技術(shù)還設(shè)置輔助波門(mén)，這一做法是為了更好地接收作用范圍外的某處回波。從而，更好的對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行分析處理。此外，為了獲得多點(diǎn)數(shù)據(jù)，還要對(duì)納秒級(jí)零中頻進(jìn)行采用，包括主距離、輔距離波門(mén)以內(nèi)信息。在后期的處理工作中，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)整理，減輕工作負(fù)擔(dān)和數(shù)據(jù)數(shù)量的增多。在數(shù)字化信號(hào)處理中，除了外碼解調(diào)，還要對(duì)時(shí)域處理工作進(jìn)行目標(biāo)測(cè)距、主/輔通道數(shù)據(jù)離析、數(shù)據(jù)整合工作[3]。

三、軟件處理程序

為了使操作性和可使用性更加完善，一般情況下都采取流水處理方式，通過(guò)對(duì)多幀回波數(shù)據(jù)處理，可以在最短的時(shí)間內(nèi)完成計(jì)算。由于新一代毫米波引技術(shù)采用了FFT處理器，致使流水設(shè)計(jì)更趨于簡(jiǎn)便。新一代毫米波引數(shù)字化信號(hào)處理中，當(dāng)完成對(duì)時(shí)域處理后，對(duì)主通道和輔助通道的回波做了并列處理方式，采用了FFT與同步負(fù)數(shù)相結(jié)合的方式，最后將得到的結(jié)果放進(jìn)DSP中進(jìn)行后期工作，DSP擔(dān)當(dāng)者主芯片處理角色，在回波做FFT頻譜轉(zhuǎn)變夠，要對(duì)后期所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和運(yùn)算[4]。

四、信號(hào)處理在硬件方面的設(shè)計(jì)

新一代毫米引信中頻數(shù)字化處理在設(shè)計(jì)中，以在干擾環(huán)境下也可探測(cè)目標(biāo)、識(shí)別目標(biāo)作為設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)。在最短時(shí)間內(nèi)對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行反復(fù)處理，并且對(duì)其特征不斷積累，從而更好的進(jìn)行精確的檢測(cè)。這就要求了信號(hào)處理在設(shè)計(jì)中，要設(shè)計(jì)出更強(qiáng)大的硬件平臺(tái)。FFT在整個(gè)處理中扮演著時(shí)頻域數(shù)據(jù)間相互變換的角色，運(yùn)算的數(shù)量決定了處理的速度。因此，僅僅靠DSP的單一指令不能很好地進(jìn)行處理。

基于以上問(wèn)題，提出采用FPGA+DSP的電路結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)中，為了更好地設(shè)計(jì)數(shù)字化信號(hào)處理平臺(tái)，決定以FPGA作為計(jì)算引擎，與FFT處理器共同進(jìn)行高速數(shù)值計(jì)算。FFT包含了ROM、RAM存儲(chǔ)器。這兩種結(jié)構(gòu)的相結(jié)合，不僅由FPGA和CPLD完成FFT轉(zhuǎn)換工作，也完成了時(shí)域的高速運(yùn)算。這也使DSP不再是算法簡(jiǎn)單，實(shí)時(shí)性要求較高的反復(fù)MAC。讓DSP更加傾向于軟件指令形式和邏輯方面，還促進(jìn)了兼容系統(tǒng)在運(yùn)算中的靈敏性和運(yùn)算速度。這與新一代數(shù)字化引信的總體要求和發(fā)展方向是相吻合的[5]。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文通過(guò)對(duì)新一代毫米波引信中頻數(shù)字化信號(hào)處理設(shè)計(jì)的探討，闡述了信號(hào)處理中的關(guān)鍵方法和思路，以及信號(hào)處理在硬件方面的設(shè)計(jì)和軟件處理流程。新一代毫米波引技術(shù)是科技的創(chuàng)新，不僅兼容性更強(qiáng)，引信平臺(tái)更豐富而且還更具有實(shí)時(shí)性與實(shí)用性，可以更好地運(yùn)用到戰(zhàn)術(shù)中。

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