李　芳河北農(nóng)業(yè)大學(xué)

淺談基于DSP的電子偵察信號(hào)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(zhuān)門(mén)的電子技術(shù)設(shè)備進(jìn)行的偵察。如無(wú)線電技術(shù)偵察、雷達(dá)偵察等。主要任務(wù)是偵察、偵聽(tīng)敵方雷達(dá)、無(wú)線電通信、導(dǎo)彈制導(dǎo)等電子設(shè)備發(fā)射的信號(hào)，獲取其技術(shù)參數(shù)、通信內(nèi)容、所在位置等情報(bào)。本文主要是對(duì)基于DSP的電子偵察信號(hào)處理技術(shù)進(jìn)行分析，提出自己的一些見(jiàn)解。

1、DSP（數(shù)字信號(hào)處理）概述

數(shù)字信號(hào)處理（簡(jiǎn)稱(chēng)DSP），是研究用數(shù)字方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析、變換、濾波、檢測(cè)、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(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字信號(hào)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(hào)處理前后需要一些輔助電路，它們和數(shù)字信號(hào)處理器構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)，具體如圖1所示：

圖1　數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)圖

在圖1中，A.初始信號(hào)代表某種事物的運(yùn)動(dòng)變換，它經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換單元可變?yōu)殡娦盘?hào)，例如聲波，它經(jīng)過(guò)麥克風(fēng)后就變?yōu)殡娦盘?hào)，又如壓力，它經(jīng)壓力傳感器后變?yōu)殡娦盘?hào)，電信號(hào)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(hào)的部分高頻成分，防止模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)失去原信號(hào)的基本特征；C.模數(shù)轉(zhuǎn)換單元每隔一段時(shí)間測(cè)量一次模擬信號(hào)，并將測(cè)量結(jié)果用二進(jìn)制數(shù)表示；D.數(shù)字信號(hào)處理單元實(shí)際上是一個(gè)計(jì)算機(jī)，它按照指令對(duì)二進(jìn)制的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，例如，將聲波信號(hào)與一個(gè)高頻正弦波信號(hào)相乘，可實(shí)現(xiàn)幅度調(diào)制，實(shí)際上，數(shù)字信號(hào)往往還要變回模擬信號(hào)，才能發(fā)揮它的作用，例如，無(wú)線電是電磁波通過(guò)天線向外發(fā)射的，這時(shí)的電磁波只能是模擬信號(hào)；E.數(shù)模轉(zhuǎn)換單元將處理后的數(shù)字信號(hào)變?yōu)檫B續(xù)時(shí)間信號(hào)，這種信號(hào)的特點(diǎn)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(hào)，變成模擬信號(hào)后才能送往天線，通過(guò)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(hào)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(hào)經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換單元后，就變成某種物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)變化，例如揚(yáng)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(chǎng)和磁場(chǎng)，可以在空間中以波的形式快速移動(dòng)，若只考慮電信號(hào)的處理過(guò)程，數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)可看作由五個(gè)單元組成，具體如圖3所示：

圖3　五個(gè)單元的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)圖

2、偵察和反偵察的關(guān)鍵技術(shù)

2.1信號(hào)偵察過(guò)程的數(shù)學(xué)模型

在進(jìn)行電子偵察的過(guò)程中，偵察敵方的信源并對(duì)其進(jìn)行解密是非常重要的。通常情況下，會(huì)通過(guò)一種數(shù)學(xué)模型來(lái)實(shí)現(xiàn)，即通過(guò)對(duì)線性預(yù)測(cè)和數(shù)字濾波處理技術(shù)的利用來(lái)實(shí)現(xiàn)，其具體過(guò)程如圖4所示：（在圖4中，x（n）是輸入信號(hào)，e（n）是輸出信號(hào)。）

圖4　預(yù)測(cè)誤差濾波器過(guò)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(lái)說(shuō)，反偵察是相對(duì)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?yàn)榧词故褂蒙鲜龅木€性預(yù)測(cè)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(duì)抗和反對(duì)抗的重要技術(shù)

3.1對(duì)抗系統(tǒng)的頂層設(shè)計(jì)技術(shù)

對(duì)抗系統(tǒng)的頂層設(shè)計(jì)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(duì)抗技術(shù)、其它電子以及復(fù)合使用技術(shù)（這是針對(duì)火力武器而言的）。

3.2信號(hào)偵察技術(shù)及其數(shù)字處理技術(shù)

對(duì)抗的前提就是偵察，電子干擾的前提也是在偵察。要對(duì)跳頻技術(shù)和擴(kuò)頻技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)研究，進(jìn)行快速搜索及截獲，進(jìn)而使得對(duì)輻射源的測(cè)向能力和定位能力得到一定的提高，并且非?？焖佟?/p>

3.3空中平臺(tái)的通信偵察和反偵察技術(shù)

空中通信偵察的平臺(tái)包括衛(wèi)星、飛機(jī)、飛艇、氣球，對(duì)空中平臺(tái)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(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)全局起到?jīng)Q定性影響。綜合干擾技術(shù)正用得越來(lái)越多，而分布式干擾被證實(shí)為對(duì)付預(yù)警機(jī)、新型雷達(dá)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(chǎng)上具有十分重要的作用。

4、結(jié)束語(yǔ)

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(lái)，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(shí)現(xiàn)的。對(duì)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(diǎn)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(shí)域內(nèi)對(duì)信號(hào)特性所進(jìn)行的研究和探索是重點(diǎn)，有待進(jìn)一步研究和探索。

［1］石熊.基于DSP的電子偵察信號(hào)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(hào)處理方法與應(yīng)用研究及其硬件實(shí)現(xiàn)［D］.電子科技大學(xué)，2004.