本發(fā)明屬于信息處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及信息處理裝置及方法。

背景技術(shù)：

在信息化戰(zhàn)爭(zhēng)中，艦載預(yù)警機(jī)作為海上作戰(zhàn)編隊(duì)的最遠(yuǎn)層防御屏障，它集偵察、指揮、控制、引導(dǎo)、通信、制導(dǎo)和遙控于一身，是作戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)的重要節(jié)點(diǎn)，具備探測(cè)空中飛機(jī)、掠海飛行低空目標(biāo)、海面艦船、通氣管深度航行潛艇、港口以及導(dǎo)彈發(fā)射陣地等能力。

隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，電磁環(huán)境日益復(fù)雜，單一功能電子對(duì)抗裝備的生存能力和作戰(zhàn)性能受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，作戰(zhàn)方式由單一平臺(tái)或單一兵器對(duì)抗轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)對(duì)抗、體系對(duì)抗。為應(yīng)對(duì)敵方綜合性高技術(shù)電子兵器的壓制，必須把不同種類、不同用途的電子戰(zhàn)設(shè)備和多種電子戰(zhàn)手段有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成綜合性一體化電子戰(zhàn)作戰(zhàn)體系。預(yù)警機(jī)作為空中C4ISR系統(tǒng)(指揮Command、控制Control、通信Communication、計(jì)算機(jī)Computer、情報(bào)Intelligence、監(jiān)視Surveillance、偵察Reconnaissance，信息通訊指揮攻擊系統(tǒng))，裝備擁有雷達(dá)、二次雷達(dá)和敵我識(shí)別器綜合的主動(dòng)探測(cè)傳感器，未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境日益復(fù)雜，雷達(dá)/通信偵察一體化對(duì)預(yù)警機(jī)高空偵察能力具有極大的提升，主要體現(xiàn)在：首先，通信偵察作為一種無(wú)源探測(cè)手段，可對(duì)多種敵地面通信信號(hào)、IFF(Identificatio Foe or Friend，敵我識(shí)別)、TACAN(Tactical Air Navigation System，戰(zhàn)術(shù)空中導(dǎo)航系統(tǒng))、數(shù)據(jù)鏈等信號(hào)實(shí)現(xiàn)無(wú)源探測(cè)、識(shí)別和測(cè)向定位，完成情報(bào)偵察并實(shí)時(shí)掌握戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，為作戰(zhàn)提供電子情報(bào)支援，同時(shí)，通過(guò)主/被動(dòng)傳感器相關(guān)融合形成更全面的戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)基于多元信息的目標(biāo)屬性綜合識(shí)別，從而形成大空域統(tǒng)一態(tài)勢(shì)。其次，對(duì)隱身飛機(jī)探測(cè)時(shí)，雷達(dá)的探測(cè)性能大大降低，而目標(biāo)的通信性能保持不變，并且有源探測(cè)系統(tǒng)主要用于定位、跟蹤、獲得目標(biāo)的外部特征，本身不能偵察到目標(biāo)輻射信號(hào)所含的信息，通信偵察作為一種被動(dòng)探測(cè)技術(shù)，是目標(biāo)反隱身的有效手段。第三，作為一個(gè)預(yù)警系統(tǒng)，利用通信偵察作用距離遠(yuǎn)、瞬時(shí)偵察范圍廣的優(yōu)勢(shì)，快速偵察發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，進(jìn)一步對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別和測(cè)向，同時(shí)，ESM(Electronic Support Measures，電子支持措施)具備情報(bào)積累的能力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的敵我、軍民等屬性的判別，輔助雷達(dá)進(jìn)行預(yù)警探測(cè)。

此外，隨著現(xiàn)代天線技術(shù)、信號(hào)收發(fā)和處理技術(shù)的不斷發(fā)展，元器件水平的不斷提高，高性能的電子裝備的發(fā)展日新月異，并且越來(lái)越呈現(xiàn)出趨同化的發(fā)展趨勢(shì)。這種趨同，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出同一平臺(tái)上安裝獨(dú)立設(shè)備分別實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能的范疇，而是從工作頻段、信號(hào)體制、處理架構(gòu)等方面全方位的深度趨同，設(shè)備一體化已成為一種發(fā)展趨勢(shì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例期望提供信息處理裝置及方法。

本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種信息處理裝置，所述裝置包括：

信號(hào)共用單元、用于將接收到的模擬射頻信號(hào)發(fā)送給至少一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換單元；

信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，用于將從信號(hào)共用單元接收的模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換到數(shù)字基帶上；

信號(hào)抗干擾單元，用于去除所述數(shù)字基帶上的數(shù)字信號(hào)中的干擾信號(hào)。

上述方案中，所述信號(hào)共用單元包括：

校準(zhǔn)模塊，用于對(duì)接收到的模擬射頻信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)；

選擇開關(guān)，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的頻率要求選擇所述模擬射頻信號(hào)的頻段；

分路器，用于根據(jù)所述頻段將所述模擬射頻信號(hào)分發(fā)給指定數(shù)量的信號(hào)轉(zhuǎn)換單元。

上述方案中，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換單元包括：

射頻前端模塊，用于對(duì)所述模擬射頻信號(hào)進(jìn)行分段濾波、放大和信號(hào)增益控制得到處理后的模擬射頻信號(hào)，并將所述處理后的模擬射頻信號(hào)發(fā)送給射頻處理模塊；

射頻處理模塊，用于對(duì)所述處理后的模擬射頻信號(hào)進(jìn)行采樣、解調(diào)和測(cè)向，將采樣、解調(diào)和測(cè)向后的模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換到數(shù)字基帶上。

上述方案中，所述射頻前端模塊包括：

濾波器，用于對(duì)所述模擬射頻信號(hào)進(jìn)行濾波；

信號(hào)放大器，用于對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行放大；

增益控制器，用于對(duì)放大后的信號(hào)的增益進(jìn)行調(diào)整；

所述濾波器、信號(hào)放大器和增益控制器依次連接。

上述方案中，所述射頻處理模塊包括：

模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于對(duì)所述處理后的模擬射頻信號(hào)進(jìn)行A/D采樣得到A/D采樣信號(hào)，將所述A/D采樣信號(hào)在現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列和數(shù)控晶振內(nèi)混頻，得到對(duì)應(yīng)所述處理后的模擬射頻信號(hào)的數(shù)字信號(hào)；

數(shù)字基帶轉(zhuǎn)換器，用于將模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行低通數(shù)字濾波和低通數(shù)字抽取，得到數(shù)字基帶同向正交信號(hào)，并對(duì)所述數(shù)字基帶同向正交信號(hào)進(jìn)行數(shù)字域處理，實(shí)現(xiàn)將所述數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換到數(shù)字基帶上。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種信息處理方法，所述方法包括：

按照信號(hào)預(yù)設(shè)條件，將接收到的模擬射頻信號(hào)分給至少一條信號(hào)通道；

將每條所述信號(hào)通道上的模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換到數(shù)字基帶上；

去除所述數(shù)字基帶上的數(shù)字信號(hào)中的干擾信號(hào)。

上述方案中，所述按照信號(hào)預(yù)設(shè)條件，將接收到的模擬射頻信號(hào)分給至少一條信號(hào)通道包括：

對(duì)接收到的模擬射頻信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)；

根據(jù)預(yù)設(shè)的頻率要求選擇所述模擬射頻信號(hào)的頻段；

根據(jù)所述頻段將所述模擬射頻信號(hào)分發(fā)給至少一條信號(hào)通道。

上述方案中，所述將每條所述信號(hào)通道上的模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換到數(shù)字基帶上包括：

對(duì)所述模擬射頻信號(hào)進(jìn)行分段濾波、放大和信號(hào)增益控制得到處理后的模擬射頻信號(hào)；

對(duì)所述處理后的模擬射頻信號(hào)進(jìn)行采樣、解調(diào)和測(cè)向，將采樣、解調(diào)和測(cè)向后的模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換到數(shù)字基帶上。

上述方案中，所述對(duì)所述模擬射頻信號(hào)進(jìn)行分段濾波包括：計(jì)算濾波的矩形系數(shù)，所述矩陣系數(shù)的計(jì)算過(guò)程包括：

其中，γ是主采樣區(qū)濾波器的矩形系數(shù)，γ_m是盲區(qū)采樣濾波器的矩形系數(shù)，m為盲區(qū)數(shù)量。

上述方案中，所述對(duì)所述處理后的模擬射頻信號(hào)進(jìn)行采樣包括：求取盲區(qū)的中心頻率和盲區(qū)的采樣頻率，所述盲區(qū)的中心頻率的計(jì)算過(guò)程為：

f_bi＝f_s1·(k+i)/2

其中，f_bi為第i個(gè)盲區(qū)的中心頻率，0＜i＜m，m為盲區(qū)個(gè)數(shù)，f_s1為A/D最大采樣頻率，k為參數(shù)；

所述盲區(qū)的采樣頻率的計(jì)算過(guò)程為：

其中，f_si+1為第i個(gè)盲區(qū)的采樣頻率，f₁為接收機(jī)起始頻率，n為接收機(jī)的數(shù)量。

本發(fā)明實(shí)施例所提供的信息處理裝置及方法，通過(guò)信號(hào)共用單元為多個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換單元提供信號(hào)，減輕了信息處理裝置的重量，減小了信息處理裝置的體積；信號(hào)轉(zhuǎn)換單元將模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換到數(shù)字基帶上，降低了系統(tǒng)復(fù)雜性；并通過(guò)信號(hào)抗干擾單元去除了干擾信號(hào)。

附圖說(shuō)明

圖1為本申請(qǐng)信息處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本申請(qǐng)信息處理方法的流程圖；

圖3為天線共用器工作原理；

圖4為射頻前端組成框圖；

圖5為射頻數(shù)字化實(shí)現(xiàn)電路；

圖6為并行處理原理框圖；

圖7為基于射頻數(shù)字化的寬帶射頻干擾抵消架構(gòu)。

為了能明確實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，在圖中標(biāo)注了特定的尺寸、結(jié)構(gòu)和器件，但這僅為示意需要，并非意圖將本發(fā)明限定在該特定尺寸、結(jié)構(gòu)、器件和環(huán)境中，根據(jù)具體需要，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以將這些器件和環(huán)境進(jìn)行調(diào)整或者修改，所進(jìn)行的調(diào)整或者修改仍然包括在后附的權(quán)利要求的范圍中。

具體實(shí)施方式

在以下的描述中，將描述本發(fā)明的多個(gè)不同的方面，然而，對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，可以僅僅利用本發(fā)明的一些或者全部結(jié)構(gòu)或者流程來(lái)實(shí)施本發(fā)明。為了解釋的明確性而言，闡述了特定的數(shù)目、配置和順序，但是很明顯，在沒(méi)有這些特定細(xì)節(jié)的情況下也可以實(shí)施本發(fā)明。在其他情況下，為了不混淆本發(fā)明，對(duì)于一些眾所周知的特征將不再進(jìn)行詳細(xì)闡述。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供了一種信息處理裝置，所述裝置包括：

信號(hào)共用單元101、用于將接收到的模擬射頻信號(hào)發(fā)送給至少一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換單元；信號(hào)共用單元101將采集到的信號(hào)分發(fā)給多個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，實(shí)現(xiàn)了模擬射頻信號(hào)的共用，能夠減少信號(hào)源的數(shù)量，減小信息處理裝置的體積。

信號(hào)轉(zhuǎn)換單元102，用于將從信號(hào)共用單元接收的模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換到數(shù)字基帶上；信號(hào)轉(zhuǎn)換單元102直接將模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換到數(shù)字基帶上，不需要接收機(jī)和發(fā)射機(jī)模擬變頻部分的電路，降低了復(fù)雜性，并且能使的數(shù)字信號(hào)更接近真實(shí)的信號(hào)。

信號(hào)抗干擾單元103，用于去除所述數(shù)字基帶上的數(shù)字信號(hào)中的干擾信號(hào)。

其中，所述信號(hào)共用單元101包括：

校準(zhǔn)模塊，用于對(duì)接收到的模擬射頻信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)；實(shí)際中，接收到的模擬射頻信號(hào)很復(fù)雜，需要對(duì)模擬射頻信號(hào)設(shè)定頻率、幅值等條件，或?qū)⒛M射頻信號(hào)按其他設(shè)定條件進(jìn)行校準(zhǔn)，以便后續(xù)對(duì)模擬射頻信號(hào)的處理。

選擇開關(guān)，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的頻率要求選擇所述模擬射頻信號(hào)的頻段；由于本申請(qǐng)的信號(hào)共用單元101為多個(gè)設(shè)備提供信號(hào)，而不同設(shè)備對(duì)模擬射頻信號(hào)的要求不同(如，頻段要求不同)。因此，需要通過(guò)選擇開關(guān)將模擬射頻信號(hào)的特定頻段發(fā)給對(duì)應(yīng)的設(shè)備。

分路器，用于根據(jù)所述頻段將所述模擬射頻信號(hào)分發(fā)給指定數(shù)量的信號(hào)轉(zhuǎn)換單元。

其中，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換單元102包括：

射頻前端模塊，用于對(duì)所述模擬射頻信號(hào)進(jìn)行分段濾波、放大和信號(hào)增益控制得到處理后的模擬射頻信號(hào)，并將所述處理后的模擬射頻信號(hào)發(fā)送給射頻處理模塊；

射頻處理模塊，用于對(duì)所述處理后的模擬射頻信號(hào)進(jìn)行采樣、解調(diào)和測(cè)向，將采樣、解調(diào)和測(cè)向后的模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換到數(shù)字基帶上。

其中，所述射頻前端模塊包括：

濾波器，用于對(duì)所述模擬射頻信號(hào)進(jìn)行濾波；

信號(hào)放大器，用于對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行放大；

增益控制器，用于對(duì)放大后的信號(hào)的增益進(jìn)行調(diào)整；

所述濾波器、信號(hào)放大器和增益控制器依次連接。

其中，所述射頻處理模塊包括：

模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于對(duì)所述處理后的模擬射頻信號(hào)進(jìn)行A/D采樣(模擬信號(hào)采集，數(shù)字信號(hào)輸出)得到A/D采樣信號(hào)，將所述A/D采樣信號(hào)在現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列和數(shù)控晶振內(nèi)混頻，得到對(duì)應(yīng)所述處理后的模擬射頻信號(hào)的數(shù)字信號(hào)；

數(shù)字基帶轉(zhuǎn)換器，用于將模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行低通數(shù)字濾波和低通數(shù)字抽取，得到數(shù)字基帶同向正交信號(hào)，并對(duì)所述數(shù)字基帶同向正交信號(hào)進(jìn)行數(shù)字域處理，實(shí)現(xiàn)將所述數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換到數(shù)字基帶上。

實(shí)施例2

本實(shí)施例與實(shí)施例1屬于同一發(fā)明構(gòu)思，本實(shí)施例提供了一種信息處理方法，所述方法包括：

步驟201：按照信號(hào)預(yù)設(shè)條件，將接收到的模擬射頻信號(hào)分給至少一條信號(hào)通道。

和上述實(shí)施例1類似，本實(shí)施例的信息處理方法也按照信號(hào)預(yù)設(shè)條件，將模擬射頻信號(hào)分給對(duì)應(yīng)的信號(hào)通道，實(shí)現(xiàn)模擬射頻信號(hào)的共用。

步驟202：將每條所述信號(hào)通道上的模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換到數(shù)字基帶上。

本實(shí)施例方法將模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換到數(shù)字基帶上，避免了模擬信號(hào)的變頻過(guò)程，能夠使得變換到數(shù)字基帶上的信號(hào)更加接近真實(shí)的信號(hào)。

步驟203：去除所述數(shù)字基帶上的數(shù)字信號(hào)中的干擾信號(hào)。

步驟201還包括：

第一步，對(duì)接收到的模擬射頻信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)。

實(shí)際中，接收到的模擬射頻信號(hào)很復(fù)雜，需要對(duì)模擬射頻信號(hào)設(shè)定頻率、幅值等條件，或?qū)⒛M射頻信號(hào)按其他設(shè)定條件進(jìn)行校準(zhǔn)，以便后續(xù)對(duì)模擬射頻信號(hào)的處理。

第二步，根據(jù)預(yù)設(shè)的頻率要求選擇所述模擬射頻信號(hào)的頻段。

由于本申請(qǐng)為多個(gè)設(shè)備提供信號(hào)，而不同設(shè)備對(duì)模擬射頻信號(hào)的要求不同(如，頻段要求不同)。因此，需要通過(guò)選擇開關(guān)將模擬射頻信號(hào)的特定頻段發(fā)給對(duì)應(yīng)的設(shè)備。

第三步，根據(jù)所述頻段將所述模擬射頻信號(hào)分發(fā)給至少一條信號(hào)通道。

步驟202還包括：

第一步，對(duì)所述模擬射頻信號(hào)進(jìn)行分段濾波、放大和信號(hào)增益控制得到處理后的模擬射頻信號(hào)；

第二步，對(duì)所述處理后的模擬射頻信號(hào)進(jìn)行采樣、解調(diào)和測(cè)向，將采樣、解調(diào)和測(cè)向后的模擬射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換到數(shù)字基帶上。

其中，所述對(duì)所述模擬射頻信號(hào)進(jìn)行分段濾波包括：計(jì)算濾波的矩形系數(shù)，所述矩陣系數(shù)的計(jì)算過(guò)程包括：

其中，γ是主采樣區(qū)濾波器的矩形系數(shù)，γ_m是盲區(qū)采樣濾波器的矩形系數(shù)，m為盲區(qū)數(shù)量。

其中，所述對(duì)所述處理后的模擬射頻信號(hào)進(jìn)行采樣包括：求取盲區(qū)的中心頻率和盲區(qū)的采樣頻率，所述盲區(qū)的中心頻率的計(jì)算過(guò)程為：

f_bi＝f_s1·(k+i)/2

其中，f_bi為第i個(gè)盲區(qū)的中心頻率，0＜i＜m，m為盲區(qū)個(gè)數(shù)，f_s1為A/D最大采樣頻率，k為參數(shù)；

所述盲區(qū)的采樣頻率的計(jì)算過(guò)程為：

其中，f_si+1為第i個(gè)盲區(qū)的采樣頻率，f₁為接收機(jī)起始頻率，n為接收機(jī)的數(shù)量。

實(shí)施例3，以下通過(guò)一個(gè)實(shí)際的場(chǎng)景對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)行說(shuō)明。

以下通過(guò)無(wú)人機(jī)進(jìn)行雷達(dá)/通信偵察一體化設(shè)計(jì)對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案進(jìn)行說(shuō)明。

無(wú)人機(jī)進(jìn)行雷達(dá)/通信偵察一體化設(shè)計(jì)的系統(tǒng)工作原理為：通信偵察天線陣(全向)、雷達(dá)偵察/通信偵察一體化天線陣(定向)接收到的信號(hào)經(jīng)限幅、濾波后進(jìn)入天線共用器，然后對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行選擇、放大、分路后分別輸出給通信處理設(shè)備、通信偵察綜合處理機(jī)、雷達(dá)偵察處理設(shè)備。射頻前端對(duì)輸入的射頻信號(hào)進(jìn)行分段濾波和功率放大，然后直接送至高速A/D進(jìn)行射頻采樣，采樣后的數(shù)字信號(hào)通過(guò)大容量FPGA(Field－Programmable Gate Array，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)和DSP(Digital Signal Processing，數(shù)字信號(hào)處理器)進(jìn)行處理，完成對(duì)預(yù)定的頻段或特定目標(biāo)的搜索、截獲、分析、識(shí)別，或?qū)χ付l段進(jìn)行自動(dòng)測(cè)向或?qū)χ匾繕?biāo)進(jìn)行跟蹤測(cè)向和定位。在執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中產(chǎn)生的大量偵察信息和大容量存儲(chǔ)信息，由載機(jī)平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分發(fā)，對(duì)下傳的偵察信息通過(guò)高速數(shù)據(jù)鏈路傳到艦上控制臺(tái)，控制終端和情報(bào)處理終端對(duì)偵察結(jié)果進(jìn)行顯示、分析，形成初級(jí)情報(bào)并上報(bào)。

本申請(qǐng)的主要組成部分包括天線共用器、射頻前端模塊、射頻處理模塊、綜合處理模塊及寬帶自適應(yīng)干擾抵消模塊，具體包括如下內(nèi)容：

1)天線共用器(信號(hào)共用單元101)

兩個(gè)或多個(gè)任務(wù)分系統(tǒng)共用一組或多組天線，即同一組天線同時(shí)為兩個(gè)或多個(gè)任務(wù)分系統(tǒng)提供接收信號(hào)，并且滿足其對(duì)信號(hào)偵收的指標(biāo)要求，從而降低任務(wù)設(shè)備重量，為綜合一體化奠定基礎(chǔ)。

天線共用器主要由校準(zhǔn)模塊、選擇開關(guān)、分路器、放大電路及控制電路組成。輸入端共16路信號(hào)，其中15路為天線信號(hào)，1路為校正信號(hào)。輸出20路信號(hào)，其中8路給雷達(dá)偵察處理設(shè)備，8路給通信偵察處理設(shè)備的射頻前端。在給通信偵察射頻前端的8路中，前7路用于偵察與測(cè)向分時(shí)工作，第8路用于在測(cè)向的同時(shí)單獨(dú)作偵察用。在信號(hào)通過(guò)開關(guān)選擇、功分之后，增加直通、衰減和放大三檔選擇。其中7路通偵天線接收的信號(hào)與8路雷偵/通偵共用天線接收的信號(hào)的垂直分量。具備閉鎖和上電控制功能。

2)射頻數(shù)字化處理(信號(hào)轉(zhuǎn)換單元102)

射頻數(shù)字化就是將模擬射頻信號(hào)直接變換到數(shù)字基帶，或者將數(shù)字基帶信號(hào)直接變換到模擬射頻信號(hào)的過(guò)程。射頻數(shù)字化去除了接收機(jī)與發(fā)射機(jī)模擬變頻部分電路，使數(shù)字信號(hào)更接近天線。

本方案中射頻數(shù)字化技術(shù)主要包括射頻前端模塊，射頻處理模塊及綜合處理模塊。

射頻前端模塊在1個(gè)射頻前端模塊內(nèi)集成2路通道，8路輸入共需要4個(gè)模塊。主要作用是對(duì)天線接收信號(hào)進(jìn)行分段濾波、放大、信號(hào)增益控制后直接到射頻信號(hào)處理模塊進(jìn)行數(shù)字采樣。

射頻處理模塊完成多路信號(hào)的采樣和處理，主要由8路高速大動(dòng)態(tài)A/D、大容量FPGA、高速DSP以及高速數(shù)據(jù)傳輸接口組成。該處理模塊的工作原理為，射頻處理模塊首先通過(guò)高速A/D對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行A/D采樣，A/D采樣信號(hào)在FPGA內(nèi)部與NCO(Numerical Controlled Oscillator，數(shù)控晶振)本振頻率混頻，進(jìn)行數(shù)字下變頻、再經(jīng)低通數(shù)字濾波、抽取后得到數(shù)字基帶I/Q(In-phase/Quadrature，同相正交)信號(hào)，再對(duì)I/Q信號(hào)進(jìn)行數(shù)字域處理，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的解調(diào)、測(cè)向等處理。處理數(shù)據(jù)匯總到DSP，主要完成對(duì)預(yù)處理結(jié)果數(shù)據(jù)的綜合處理，這些處理包括：對(duì)超短波定頻/跳頻信號(hào)、數(shù)據(jù)鏈、AIS(Automatic Identification System，船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng))等信號(hào)解調(diào)、分析、測(cè)向、定位等處理；對(duì)IFF信號(hào)的綜合處理，包括對(duì)敵我識(shí)別信號(hào)進(jìn)行分選、識(shí)別、參數(shù)提取、信號(hào)解碼和信息解譯；對(duì)ADS-B(廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視)進(jìn)行偵察，給出目標(biāo)地址碼、位置(經(jīng)緯度)、高度、航班號(hào)、國(guó)別地區(qū)、類型、航向、航速、相距測(cè)量點(diǎn)、目標(biāo)方位角與俯仰角等參數(shù)；對(duì)塔康信號(hào)的綜合處理，包括工作模式判別、信號(hào)類型(信標(biāo)信號(hào)、機(jī)載詢問(wèn)信號(hào)或信標(biāo)臺(tái)應(yīng)答信號(hào))識(shí)別、頻率配對(duì)關(guān)系判別等處理。

綜合處理模塊主要完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制、流程管理、數(shù)據(jù)處理等功能。其主要采用一片MC8640D處理器，一片SRIO(Serial Rapid I/O，高速串行輸入輸出口)交換機(jī)，并能動(dòng)態(tài)管理模塊的SRIO節(jié)點(diǎn)，并更新路由表。

3)寬帶自適應(yīng)干擾抵消(信號(hào)抗干擾單元103)

在射頻數(shù)字化技術(shù)的基礎(chǔ)上，完成基于收發(fā)一體射頻數(shù)字化的設(shè)計(jì)架構(gòu)，利用數(shù)字波束形成技術(shù)實(shí)現(xiàn)干擾信號(hào)的提取，采用性能優(yōu)良的自適應(yīng)濾波算法，提高濾波器性能，實(shí)現(xiàn)對(duì)定/跳頻、多源目標(biāo)干擾的干擾信號(hào)抵消。

本申請(qǐng)的有益效果：

根據(jù)本申請(qǐng)的技術(shù)路線實(shí)現(xiàn)方法，使用天線共用孔徑技術(shù)減少天線使用數(shù)量，減輕設(shè)備重量，實(shí)現(xiàn)了任務(wù)設(shè)備的輕量化、小型化及一體化；采用射頻數(shù)字化技術(shù)，減輕設(shè)備重量、體積及功耗，同時(shí)降低系統(tǒng)復(fù)雜性，提高其可靠性，使得信號(hào)的處理更接近天線端，為射頻一體化奠定基礎(chǔ)；采用新型寬帶自適應(yīng)干擾抵消技術(shù)完成一體化射頻數(shù)字化設(shè)計(jì)，利用數(shù)字波束形成技術(shù)實(shí)現(xiàn)干擾信號(hào)的提取，采用性能優(yōu)良的自適應(yīng)濾波算法，提高濾波器性能，實(shí)現(xiàn)對(duì)定/跳頻、多源目標(biāo)干擾的干擾抵消。

本申請(qǐng)主要分為共用天線孔徑設(shè)計(jì)、射頻數(shù)字化設(shè)計(jì)、寬帶自適應(yīng)干擾抵消技術(shù)研究三個(gè)部分。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明方法做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

附圖3所示為本方案中天線共用器工作原理圖。雷達(dá)天線采用雙極化天線，通信偵察使用天線陣，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)鏈、IFF、TACAN的快速偵察、測(cè)向、定位功能。每一路天線信號(hào)的垂直分量進(jìn)來(lái)后，先將信號(hào)進(jìn)行濾波放大，再功分，一路送給通信偵察分系統(tǒng)，另一路跟水平分量一起送給雷達(dá)偵察分系統(tǒng)。若雷達(dá)偵察分系統(tǒng)僅需要水平分量信號(hào)，則垂直分量不做功分(功率分配)，直接經(jīng)天線共用器給通信偵察分系統(tǒng)，那么可以避免不必要的功分損耗。

射頻數(shù)字化技術(shù)是基于射頻直接帶通采樣原理。附圖4所示為射頻前端組成框圖、附圖5所示為射頻數(shù)字化實(shí)現(xiàn)電路、附圖6所示為射頻數(shù)字化并行處理原理框圖。濾波器的矩形系數(shù)滿足如下關(guān)系：

其中，γ是主采樣區(qū)濾波器的矩形系數(shù)；γ_m是盲區(qū)采樣濾波器的矩形系數(shù)，m為盲區(qū)的數(shù)量。其中γ＝γ_m，則有：

通過(guò)增大m值，可以增加矩形系數(shù)，降低對(duì)電調(diào)濾波器的要求，但是也會(huì)減少接收機(jī)的瞬時(shí)帶寬。

當(dāng)接收機(jī)輸入超過(guò)A/D的Nyquist頻率時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)采樣盲區(qū)。

a)采樣盲區(qū)數(shù)的確定

采樣盲區(qū)的定義為：其中，Z代表盲區(qū)，f_s1是A/D最大采樣頻率，n是接收機(jī)的數(shù)量，w是接收機(jī)最大帶寬。盲區(qū)數(shù)量確定步驟如下：

1)求取參數(shù)k和l：

f₁是接收機(jī)起始頻率，f₂是接收機(jī)終止頻率，表示向下取整。

2)分以下兩種情況確定盲區(qū)數(shù)量：

當(dāng)時(shí)，m＝1-k+1 (4)

當(dāng)時(shí)，m＝1-k (5)b)確定采樣頻率值

按最大采樣頻率準(zhǔn)則，變速采樣的數(shù)量不大于盲區(qū)數(shù)量加1。變速采樣頻率的求取步驟如下：

1)求取每個(gè)盲區(qū)的中心頻率值：

f_b1＝f_s1·(k+1)/2；

f_b2＝f_s1·(k+2)/2；

…

f_bi＝f_s1·(k+i)/2；

…

f_bm＝f_s1·(k+m)/2

f_b1,f_b2,…,f_bm表示m個(gè)盲區(qū)中心頻率。

2)求取每個(gè)盲區(qū)的采樣頻率值：

表示向上取整

…

…

f_s2,…,f_sm+1表示m個(gè)盲區(qū)采樣頻率。

c)分段濾波劃分

分波段濾波器劃分根據(jù)采樣盲區(qū)數(shù)確定，它們之間的關(guān)系是：分波段濾波器的波段數(shù)為2m+1，要求每個(gè)波段的頻率有一個(gè)重疊區(qū)，這個(gè)重疊值等于接收機(jī)的帶寬。每個(gè)波段的頻率范圍按下式求取：

波段1：f_{bd1_1}～f_{bd1_2}＝f₁～f_b1-w/2；

波段2：f_{bd2_1}～f_{bd2_2}＝f_b1-3w/2～f_b1+3w/2

波段3：f_{bd3_1}～f_{bd3_2}＝f_b1+w/2～f_b2-w/2

波段4：f_{bd4_1}～f_{bd4_2}＝f_b2-3w/2～f_b2+3w/2

…

波段2m：f_{bd2m_1}～f_{bd2m_2}＝f_bm-3w/2～f_bm+3w/2

波段2m+1：f_{bd2m+1_1}～f_{bd2m+1_2}＝f_bm+w/2～f₂

其中，bd代表波段；_1代表波段的上限頻率；_2代表波段的上限頻率。

偶數(shù)頻段的帶寬均為3w，奇數(shù)波段對(duì)應(yīng)f_s1采樣頻率，偶數(shù)頻段分別對(duì)應(yīng)f_s2,f_s3,…,f_sm+1采樣頻率。

根據(jù)每個(gè)波段的頻率范圍、采樣頻率檢查各頻段濾波器的矩形系數(shù)，如果不能滿足工程制造要求，則對(duì)該波段進(jìn)行進(jìn)一步拆分。

在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中采用了寬帶大動(dòng)態(tài)數(shù)字前端技術(shù)、高效信道化技術(shù)及超大規(guī)模FPGA技術(shù)。寬帶大動(dòng)態(tài)數(shù)字前端技術(shù)突破以往對(duì)射頻進(jìn)行下變頻的傳統(tǒng)模擬超外差式接收機(jī)技術(shù)，而是通過(guò)軟件無(wú)線電接收機(jī)的方式，對(duì)信號(hào)直接射頻采樣，將寬帶下變頻到數(shù)字基帶，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的直接數(shù)字下變頻，輸出正交I、Q基帶信號(hào)數(shù)據(jù)流。高效信道化技術(shù)是基于超大容量FPGA硬件實(shí)現(xiàn)高速并行處理能力，同時(shí)利用超大容量FPGA技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信號(hào)處理，以連續(xù)獲取特定跳頻信號(hào)信息。

附圖7所示為基于射頻數(shù)字化的寬帶射頻干擾抵消架構(gòu)。

為了實(shí)現(xiàn)載機(jī)電臺(tái)通信與通信偵察同時(shí)工作，需要對(duì)平臺(tái)自身通信信號(hào)進(jìn)行干擾抵消。本方案中采用的是基于收發(fā)一體射頻數(shù)字化技術(shù)的射頻干擾抵消技術(shù)體制。傳統(tǒng)模擬體制干擾抵消只能對(duì)窄帶信號(hào)進(jìn)行抵消，當(dāng)要對(duì)跳頻信號(hào)進(jìn)行抵消時(shí)，需要預(yù)先知道起跳頻率，以便引導(dǎo)干擾抵消將該頻率信號(hào)進(jìn)行抵消。當(dāng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上信號(hào)同時(shí)到達(dá)時(shí)，該技術(shù)體制不能對(duì)付。為此，本方案中采用寬帶自適應(yīng)濾波技術(shù)解決多源干擾和高速跳頻信號(hào)的干擾抵消問(wèn)題。

與傳統(tǒng)模擬體制射頻干擾抵消不同，這種新型射頻干擾抵消架構(gòu)的中心思想是干擾信號(hào)的抵消仍在模擬域進(jìn)行，但誤差信號(hào)的取樣，自適應(yīng)濾波的算法實(shí)現(xiàn)，抵消射頻信號(hào)的形成都是在數(shù)字域內(nèi)進(jìn)行。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是：可以采用性能良好的自適應(yīng)濾波算法，大大提高濾波性能，同時(shí)使設(shè)備體積及重量大大下降。

本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的設(shè)備和方法，可以通過(guò)其它的方式實(shí)現(xiàn)。以上所描述的設(shè)備實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，如：多個(gè)單元或組件可以結(jié)合，或可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另外，所顯示或討論的各組成部分相互之間的耦合、或直接耦合、或通信連接可以是通過(guò)一些接口，設(shè)備或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性的、機(jī)械的或其它形式的。

上述作為分離部件說(shuō)明的單元可以是、或也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是、或也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，也可以分布到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元上；可以根據(jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或全部單元來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各實(shí)施例中的各功能單元可以全部集成在一個(gè)處理模塊中，也可以是各單元分別單獨(dú)作為一個(gè)單元，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中；上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用硬件加軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過(guò)程序指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，前述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備、只讀存儲(chǔ)器(Read-Only Memory，ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。