数字瞬时频率测量的敏感性增强

一个。Ramya Sree¹,Tavanam Venkata饶²

打开学生(ECE) Sreenidhi科技研究所JNTUH大学Telangana、印度海德拉巴
副教授(ECE) Sreenidhi科技研究所JNTUH大学Telangana、印度海德拉巴

文摘

频率的一个重要参数是截获敌方雷达。数字瞬时频率测量(DIFM)接收机是电子战系统主要用于频率接收机。DIFM Rx的主要问题是:灵敏度低、频率精度和未能处理同步信号(时间重叠)。灵敏度是指最低射频接收机的输入通道。要做到这一点,一个决策过程必须发生。穿越的决定是一个电压阈值集水平高于噪声地板,代表的分贝数高于随机噪声电压,信号或噪声必须达到保证一定的误警率。阈值的设定是建立接收机操作灵敏度的一个重要因素,因为它将减少假警报越高,信号振幅越大需要被视为一个信号被处理。提出设计旨在找出方法来提高恒虚警率检测器的性能通过增加阈值,同时提高系统的灵敏度。这种技术将在MATLAB分析并实现了基于FPGA的数字板通过硬件描述语言(VHDL)。

关键字

DIFM,灵敏度、噪声抑制、频率接收器。

介绍

接收机灵敏度的最低功率接收器可以检测一个射频信号和解调数据。灵敏度是纯粹的接收器规范和独立的发射机。信号传播距离发射机、信号的功率密度降低,使接收器更难检测信号随着距离的增加。提高接收机的灵敏度(使之更消极的)将允许收音机检测弱信号,并且可以大大提高传输范围。灵敏度至关重要的决策过程,因为即使是轻微的敏感性的差异可以解释为大范围的变化。所以这个项目处理接收机灵敏度的提高。

这个项目的目标是提高DIFM的敏感性。在这个项目中接收机灵敏度增强是通过使用四阶段相关器代替单相关联用于现有的常规DIFM。四阶段相关器的结合四个相关器。我们使用的是四个corelators,他们更有效地抑制噪声的影响,提高频率的准确性。它可以用来检测敏感信号-60 dbm

雷达设计师的任务是建立阈值,实现目标的雷达目标探测的信号噪声比(信噪比)是一致的与雷达的功能设计增强敏感性。

要做到这一点,一个决策过程必须发生。穿越的决定是一个电压阈值集水平高于噪声地板,代表的分贝数高于随机噪声电压,信号或噪声必须达到保证一定的误警率。

阈值的设定是建立接收机操作灵敏度的一个重要因素,因为它将减少假警报越高,信号振幅越大需要被视为一个信号被处理。为了提高灵敏度,必须低阈值的设置。低阈值将使弱信号的处理处罚的假警报,这可能是也可能不是有用取决于系统的能力平均在许多过境通道。这个项目的目的是提高系统的灵敏度。这里使用的方法是噪声抑制。这种技术将在MATLAB分析并实现了基于FPGA的数字。

文献调查

电磁频谱的广泛应用通信、雷达和导航为军队提供了强大的工具。无线电通信部队之间的协调,提供无线电导航提供了准确的位置部署部队和作战空间的雷达监视执行验证力量部署和检测敌对势力。电磁频谱是如此的广泛利用,今天没有使用;武装部队的生存能力是危及。ES也被ESM涉及行动搜索、截获、定位、记录并分析辐射电磁能量。信息是用于威胁识别和使用它在战术就业在EA设备。ES功能是实时使用,而电子情报接收器用于情报收集,可以随后使用。电子情报的发射器接收器执行细粒度分析的兴趣。如果无法分析的数据,它可以存储和分析在稍后的时间。

电子战接收机一般定量措施以下参数

一个)的频率

b)到达角(AOA)或DF(定向)

c)脉冲宽度(PW)

d)到达时间(TOA)

二世。频接收器的介绍

电子支持(ES)系统在电子战(EW)包括行动任务或直接控制下的搜索行动指挥官,拦截、识别和定位的有意和无意辐射电磁能量来源[1]。每个瞬时non-communication信号截获的电子支援系统必须由一组特征参数。这些参数提供所需信息关联一组属于一个特定的信号发射器和识别发射器在所有其他发射器的信号被截获。参数通常由一个信号的电子支援系统是射频频率、脉冲幅度、脉宽、到达时间和到达角。此外,在一些系统中,测量输入信号的极化。频率接收机测量射频频率精确并提供的信息发出信号即脉冲、连续波,唧唧喳喳。

现代战场电磁环境通常是非常复杂和许多排放的形式有效脉冲列车交错,以便在任何使用的接收机输出,脉冲列车必须deinterleaved。这个过程包括确定每个脉冲以其特定的排放参数隔离每个脉冲序列。频率的一个重要参数是截获敌方雷达。有必要频率测量接收机必须提供很好的脉冲序列识别的精度和分辨率。也频率准确度是至关重要的,当接收机用于对扩频信号进行测量。

三世。操作原理

IFM接收机使用延迟线比较阶段的输入信号来测量频率。一个正弦波这些“可信赖医疗组织”(ωt)分为两个路径,一条路径延迟了恒定值τ对另一个。延迟和un-delayed波之间的相位差是由[4]

E和F phase-detected电压正比于输入相位差。相角决定使用

θ= tan 1 (E / F) =ωτ

在E和F方程振幅信息动态范围是由常数通过限幅放大器用于功率分配器的前面。鉴相器输出E和F放大,给模拟到数字转换器的频率信息以数字形式。

数字转换器的频率精度取决于数量比特相位测量。不可能得到超过6位数字转换器由于相位噪声出现在角信息。6位数据限制DIFM的决议。克服这种限制更多数量的渠道并行用于获得高分辨率。最长的延迟线将决定的频率分辨率,使用平行通道时,相位测量> 2π涉及测量产生歧义。这些模棱两可使用最短的延迟渠道解决。最短的延迟线是< 2π定做测量角度报道。通过选择适当的延迟率和解决歧义后,所需的频率分辨率将获得。

第四,DIFM接收器的配置

DIFM设计是基于发生在微波领域的最新发展和数码电子产品要最好的利用领域。操作是一样的原则在传统DIFM接收器,但DIFM这里讨论了零差前端与延迟线路,相位比较器使用模拟集成电路,相位量化器使用高速ADC和频率是在FPGA中实现的解决和处理电路。基于零差的DIFM传统直接DIFM有优势,像相位信息转移到单一信号,低频如果放大器、滤波器和相位探测器可用于频率测量。DIFM由

答:零差前端与延迟线组装

b .相位侦测器

c阶段量化器

d .歧义解析器

得到所需的频率精度DIFM设计使用5平行通道5-delay线。

d .歧义解析器

L - 1的数据通道是明确的和剩下的阶段数据从高阶延迟线模棱两可。歧义解析器电路的目的是解决歧义在L 2的数据,L, L 4和L 5延迟线鉴相器。解决模糊性和频率处理电路在FPGA中实现,它提供了重新编程的灵活性设计的任何修改而不改变物理硬件。FPGA也提供纠正的最后系统性和非系统性误差频率数据最快的方式。歧义解决电路拥有四个阶段的处理参考数据是取自延迟线即越高。L 5数据和算法所得的数据之前延迟线直到所有模棱两可都解决了。IFM接收器有潜力的电子战系统中使用,因为它可以覆盖很宽的带宽,可以提供finefrequency决议短脉冲信号,并适度高灵敏度。IFM接收器极具吸引力的因素之一是他们非常简单的结构;因此,接收器可以非常紧凑,新应用程序的一个重要因素。

诉的概念/传统数字IFM (DIFM)技术

简单的粗DIFM技术[4]使用单一物理延迟线是如图1所示。产生的射频信号频率f是射频源。射频信号后通过适当调节放大器通过功率分配器。

的两个输出功率分配器连接到模拟阶段相关器有两个不同的物理射频电缆的长度差异L(进而导致相位差(βL)。phase-correlators模拟被动装置需要两个输入射频信号的相位差βL弧度并提供直流输出作为¯害怕一个½¯害怕一个½= cos¯害怕一个½¯害怕一个½¯害怕害怕一个½¯½和¯害怕一个½¯一个害怕½=罪¯害怕一个½¯害怕一个½¯害怕害怕一个½¯½。

一个简单的DIFM处理器并phase-to-frequency操作测量频率使用两个参数:因为βL和罪恶βL来自phase-correlator (4、7、11)。

ferr L成反比,所以不再延迟线的长度,提高频率测量精度。但与此同时,带宽也成反比l .所以长延迟线长度操作导致较低的带宽。因此所需的带宽,如果使用的延迟线是指定时间比,它导致相位模糊性(反过来频率模糊)。这表明,与单一物理DIFM延迟线并不足以提供高精度和宽的带宽在同一时间。因此有必要使用多个延时线,如图1所示,最长延迟线用于提供优良的频率精度和较短的延时线是用来解决歧义大带宽的操作。要注意DIFM处理还包括消除歧义和phase-to-frequency转换,不是简单一个使用一个延迟线。

VI。提出的方法

目标是提高DIFM的敏感性。在这个项目中接收机灵敏度增强是通过使用四阶段相关器代替单相关联用于现有的常规DIFM。四阶段相关器的结合四个相关器。当我们使用4 corelators,他们更有效地抑制噪声的影响,提高频率的准确性。它可以用来检测敏感信号-60 dbm

设计师的任务是建立阈值,这样接收到的频率实现即使在-60年dbm和更多的信号强度。

阈值的设定是建立接收机操作灵敏度的一个重要因素,因为它将减少假警报越高,信号振幅越大需要被视为一个信号被处理。

为了提高灵敏度,必须低阈值的设置。低阈值将使弱信号的处理处罚的假警报,这可能是也可能不是有用取决于系统的能力平均在许多过境通道。

加强DIFM系统的敏感性,我们处理接收信号如下。

像往常一样,从天线接收的信号。然后接收到的信号通过信号调节设备。然后信号啐到两种方法使用两个功率分配器。一个信号是直接考虑进一步处理和其他信号延迟根据所需的长度。ferr L成反比,所以不再延迟线的长度,提高频率测量精度。但与此同时,带宽也成反比l .所以长延迟线长度操作导致较低的带宽。因此所需的带宽,如果使用的延迟线是指定时间比,它导致相位模糊性(反过来频率模糊)。这表明,与单一物理DIFM延迟线并不足以提供高精度和宽的带宽在同一时间。因此有必要使用多个延时线,最长延迟线是用来提供优良的频率精度和较短的延时线是用来解决歧义大带宽的操作。要注意DIFM处理还包括消除歧义和phase-to-frequency转换,不是简单一个使用一个延迟线。

传统DIFM使用多个阶段相关器有一个我问混合紧随其后的是两双平衡混频器,让新浪²,科²。因此对N延时线,智商混合动力车使用的数量。

美联储阶段相关器与一个瞬时的信号及其延迟信号。每个阶段相关器产生一个正弦和余弦波我& Q混合使用。相位相关器的输出正弦和余弦²。这些信号被传递到不同ADCA¢年代即一个ADC为每个信号。在这个阶段完成一个名为展开的方法来解决相位差。这是为了避免在研磨的信号相位相同。的输出ADCA¢年代被送到比较器。比较器是美联储参考线。这里我们考虑短延时线作为参考信号,最短的延迟线是用来解决歧义。比较器的输出是高的,如果ADC的输出大于参考线。 The ADC output is considered only if the signal received is higher than the reference line else it is discarded. The signal which is higher than reference line is sent for signal conditioning. Then the signal conditioned output is sent into FPGA.

我们的主要概念是提高灵敏度。所以我们引入一个新的概念叫做第二阈值的设置。阈值设置为接收到的信号。这种方法的目的是消除噪音出现在低和高的FPGA的输入信号。我。e 0„xA¢低比特和127„丫¢在更高的比特(如图2),信号发送到DIFM如果参数之间是„xA¢和„丫¢。DIFM用于测量接收信号。因此用这种方法提高系统的灵敏度。

本文的目的是提高系统的灵敏度。这里使用的方法是噪声抑制。这种技术分析了MATLAB和实现基于FPGA的数字。获得的结果是接收到的频率近似。均方根误差是1 mhz,最大误差+ / - 3兆赫。

六。结论和未来的范围

在建议的方法中,接收机灵敏度的提高是通过使用四阶段相关器代替单相关联用于现有的常规DIFM。四阶段相关器的结合四个相关器。当我们使用4 corelators,他们更有效地抑制噪声的影响,提高频率的准确性。这种方法可以扩展为电子战测向测量将为未来的活动。也看到,同步信号的分类是很困难的,所以有可能工作在排序的改进同步信号。

VI。确认

我真诚的感谢我的内部指导先生Tavanam Venkata Rao,副教授,ECE, SNIST提供鼓励和指导。我也感激Venumadhao饶博士,部门负责人ECE, SNIST持续支持和宝贵的指导。我也感谢Narseema Rao Reddy博士,主任SNIST宝贵的指导。

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