第2章偵察和測頻

1、西安電子科技大學(xué)西安電子科技大學(xué)信息對抗技術(shù)系信息對抗技術(shù)系馮小平馮小平第第2章章 通信偵察通信偵察和通信信號頻率測量和通信信號頻率測量西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院3第第2章作業(yè)章作業(yè)習(xí)題習(xí)題2-3習(xí)題習(xí)題2-7習(xí)題習(xí)題2-9習(xí)題習(xí)題2-10習(xí)題習(xí)題2-12習(xí)題習(xí)題2-14西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院4第第2章章 內(nèi)容簡介內(nèi)容簡介2.1通信偵察系統(tǒng)概述通信偵察系統(tǒng)概述2.2通信系統(tǒng)和通信信號的基本特點(diǎn)通信系統(tǒng)和通信信號的基本特點(diǎn)2.3頻率測量的技術(shù)指標(biāo)和分類頻率測量的技術(shù)指標(biāo)和分類2.4信號頻率的直接檢測方法信號頻率的直接檢測方法2.5 信號頻率的變換域檢測方法信號頻率的變換域檢測方法2.6

2、數(shù)字化測頻方法數(shù)字化測頻方法西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院52.1 通信偵察系統(tǒng)概述通信偵察系統(tǒng)概述2.1.1 通信偵察系統(tǒng)的含義、分類和特點(diǎn)通信偵察系統(tǒng)的含義、分類和特點(diǎn)2.1.2 通信偵察系統(tǒng)的任務(wù)通信偵察系統(tǒng)的任務(wù)2.1.3 通信偵察系統(tǒng)的用途通信偵察系統(tǒng)的用途2.1.4 通信偵察系統(tǒng)的發(fā)展趨勢通信偵察系統(tǒng)的發(fā)展趨勢2.1.5 通信偵察系統(tǒng)組成通信偵察系統(tǒng)組成2.1.6 通信偵察系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)通信偵察系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院62.1.1 含義、分類和特點(diǎn)含義、分類和特點(diǎn)1）含義）含義 通信偵察利用專門的電子接收機(jī)截獲目標(biāo)輻射源的無線電通信信號，檢測分析通信輻射源信

3、號的特征參數(shù)和技術(shù)體制，測量通信輻射源的方向和位置，判斷目標(biāo)的類型及其搭載平臺的屬性，為通信干擾提供技術(shù)支持，或者獲取軍事通信情報(bào)。 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院72.1.1 含義、分類和特點(diǎn)含義、分類和特點(diǎn)2）分類分類 按照通信偵察設(shè)備承擔(dān)的任務(wù)，可分為： 情報(bào)偵察、支援偵察、干擾引導(dǎo)偵察、反輻射引導(dǎo)偵察、電磁頻譜偵察。 按照偵察設(shè)備作用范圍和作戰(zhàn)級別的不同，可分為：戰(zhàn)術(shù)通信偵察、戰(zhàn)略通信偵察。 戰(zhàn)術(shù)通信偵察戰(zhàn)術(shù)通信偵察 偵察范圍相對較小，但實(shí)時(shí)性要求高 戰(zhàn)略通信偵察戰(zhàn)略通信偵察 偵察范圍包括陸、海、空、天的全球通信，主要針對國家軍事指揮中心和戰(zhàn)區(qū)指揮部之間以及與執(zhí)行特殊任務(wù)的作戰(zhàn)部隊(duì)之間的

4、通信。其他分類方法： 按照工作頻段按照工作頻段 短波、超短波、微波等； 按照偵察平臺按照偵察平臺 車載、機(jī)載、星載等； 按照偵察對象按照偵察對象 常規(guī)通信、擴(kuò)頻通信、跳頻通信等； 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院82.1.1 含義、分類和特點(diǎn)含義、分類和特點(diǎn)3）特點(diǎn)特點(diǎn) 頻域覆蓋寬 偵察區(qū)域范圍廣 偵察信號環(huán)境復(fù)雜 被動偵察 實(shí)時(shí)、快速、持久西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院92.1.2 2.1.2 通信偵察系統(tǒng)的任務(wù)通信偵察系統(tǒng)的任務(wù)1）通信信號的搜索和截獲通信信號的搜索和截獲 通信偵察的的首要任務(wù)就是截獲所處地域的感興趣的無線電通信信號。通信信號出現(xiàn)的方向、頻率、時(shí)間、強(qiáng)度等，對于通信偵察設(shè)備而言是

5、完全或者部分未知和隨機(jī)的，所以，通信偵察設(shè)備實(shí)際上是使用一個空域、頻域、時(shí)域、能量域窗口構(gòu)成的多維搜索窗，按照一定的截獲概率獲取感興趣的通信信號。 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院102.1.2 2.1.2 通信偵察系統(tǒng)的任務(wù)通信偵察系統(tǒng)的任務(wù)通信信號的搜索和截獲通信信號的搜索和截獲 截獲通信信號的四個基本條件： 空域重合 頻域重合 時(shí)域重合 能量足夠 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院112.1.2 2.1.2 通信偵察系統(tǒng)的任務(wù)通信偵察系統(tǒng)的任務(wù)2）通信信號的參數(shù)分析和檢測通信信號的參數(shù)分析和檢測 通信信號的技術(shù)參數(shù)主要有：中心頻率、帶寬、信號相對電平、調(diào)制參數(shù)、數(shù)據(jù)速率、跳頻速率和頻率集等。 通信

6、信號的技術(shù)參數(shù)獲取大多采用數(shù)字信號處理的方法實(shí)現(xiàn)，如利用頻域分析方法得到信號的中心頻率、帶寬和相對電平；利用時(shí)域分析方法得到碼元寬度、碼元速率、跳頻速率等通信信號的其它參數(shù)。近幾年也有采用時(shí)頻分析等現(xiàn)代信號處理方法，獲取通信信號的參數(shù)。 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院122.1.2 2.1.2 通信偵察系統(tǒng)的任務(wù)通信偵察系統(tǒng)的任務(wù)3）通信輻射源測向和定位通信輻射源測向和定位 測向方法主要有：比幅測向、干涉儀測向等傳統(tǒng)測向方法，近年來也采用空間譜估計(jì)測向等現(xiàn)代測向方法。 定位方法主要有：交叉定位（測向支持）；時(shí)差定位（精確時(shí)差測量）。 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院132.1.2 2.1.2 通信偵

7、察系統(tǒng)的任務(wù)通信偵察系統(tǒng)的任務(wù)4 4）通信信號分選、調(diào)制分類和網(wǎng)臺識別通信信號分選、調(diào)制分類和網(wǎng)臺識別信號分選和分離：信號分選和分離：調(diào)制分類之前，需要按照通信信號的中心頻率和帶寬，對偵察頻帶中的多個通信信號進(jìn)行分選和分離，把它們分離成單一的信號，信號分選和分離利用中心頻率和帶寬可調(diào)的窄帶濾波器或者信道化濾波器等方法實(shí)現(xiàn)。 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院142.1.2 2.1.2 通信偵察系統(tǒng)的任務(wù)通信偵察系統(tǒng)的任務(wù)通信信號分選、調(diào)制分類和網(wǎng)臺識別通信信號分選、調(diào)制分類和網(wǎng)臺識別調(diào)制分類識別：調(diào)制分類識別：調(diào)制分類根據(jù)通信信號各種調(diào)制方式的特點(diǎn)，提取反映調(diào)制類型的特征參數(shù)，構(gòu)成特征參數(shù)集，按照一

8、定的準(zhǔn)則進(jìn)行調(diào)制分類。通信網(wǎng)臺識別：通信網(wǎng)臺識別：利用通信信號的信號特征實(shí)現(xiàn)，所謂信號特征應(yīng)該是信號的信息內(nèi)容、信號的技術(shù)參數(shù)和信號的通聯(lián)特征的總和。目前在通信網(wǎng)臺識別中，主要使用技術(shù)參數(shù)和聯(lián)通特征。 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院152.1.2 2.1.2 通信偵察系統(tǒng)的任務(wù)通信偵察系統(tǒng)的任務(wù)通信信號分選、調(diào)制分類和網(wǎng)臺識別通信信號分選、調(diào)制分類和網(wǎng)臺識別信號的技術(shù)參數(shù)：信號的技術(shù)參數(shù)：包括頻域參數(shù)（如工作頻率、信號帶寬、頻譜結(jié)構(gòu)等）、時(shí)域特性（如波形、傳輸速率、跳頻速率等）、空域特性（如到達(dá)方向、電波極化等）、調(diào)制域特性（如調(diào)制參數(shù)等）以及細(xì)微特征（如信號載頻的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度、語音信號的語音

9、特征、信號的伴生雜散電平等，是信號的第二類技術(shù)特征，俗稱“指紋”）。信號的通聯(lián)特征：信號的通聯(lián)特征：指信號與外部的聯(lián)絡(luò)關(guān)系，如通信體制、通信對象和業(yè)務(wù)量大小、使用頻度、通信功率的大小等，以此可判斷和識別該通信網(wǎng)臺的重要程度、級別、屬性及相互關(guān)系等。等。 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院162.1.2 2.1.2 通信偵察系統(tǒng)的任務(wù)通信偵察系統(tǒng)的任務(wù)5 5）通信信號解調(diào)和信息恢復(fù)通信信號解調(diào)和信息恢復(fù) 通信信息調(diào)制在載波上，只有解調(diào)后才能獲得所傳輸?shù)男畔?nèi)容。模擬解調(diào)：模擬解調(diào)：解調(diào)和監(jiān)聽的實(shí)現(xiàn)比較容易。數(shù)字解調(diào)：數(shù)字解調(diào)：數(shù)字通信信號調(diào)制方式多，解調(diào)器應(yīng)具備通用性和盲解調(diào)技術(shù)。即：應(yīng)該能夠適用不同

10、的調(diào)制方式和調(diào)制參數(shù)的數(shù)字通信信號的解調(diào)；在缺乏有關(guān)信號參數(shù)先驗(yàn)知識的前提下實(shí)現(xiàn)解調(diào)。 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院172.1.2 2.1.2 通信偵察系統(tǒng)的任務(wù)通信偵察系統(tǒng)的任務(wù)6 6）通信偵察情報(bào)的融合處理）通信偵察情報(bào)的融合處理 通信偵察情報(bào)融合的目的，就是將各個設(shè)備觀測到的大量的通信輻射源報(bào)告，進(jìn)行綜合分析和相關(guān)處理，形成有價(jià)值的、統(tǒng)一的偵察情報(bào)，從而得出敵方通信態(tài)勢和對態(tài)勢的評價(jià)，以及對敵方兵力部署和作戰(zhàn)意圖的分析，并產(chǎn)生決策建議，上報(bào)給指揮中心。 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院182.1.3 通信偵察系統(tǒng)的用途通信偵察系統(tǒng)的用途通過通信偵察可以獲取以下信息： 作戰(zhàn)情報(bào) 包含戰(zhàn)場信息

11、技術(shù)情報(bào) 包含干擾引導(dǎo)信息 通信情報(bào) 戰(zhàn)場態(tài)勢信息西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院192.1.4 2.1.4 通信偵察的關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展趨勢通信偵察的關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展趨勢1 1）通信偵察的關(guān)鍵技術(shù)）通信偵察的關(guān)鍵技術(shù)密集信號環(huán)境下的快速分選和識別技術(shù)高速跳頻信號的偵察技術(shù)（高速捕獲、跟蹤）直擴(kuò)通信信號的偵察技術(shù)（低信噪比檢測）超低相位噪聲的快速頻率合成技術(shù)（混頻質(zhì)量）新體制通信信號偵察技術(shù)西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院202.1.4 2.1.4 通信偵察的關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展趨勢通信偵察的關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展趨勢 2 2）通信偵察的發(fā)展趨勢通信偵察的發(fā)展趨勢高頻段和寬頻帶 數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化 軟件無線電偵察技術(shù) 多平臺

12、、多手段綜合一體化偵察技術(shù) 新體制通信信號偵察技術(shù)西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院212.1.5 2.1.5 通信偵察系統(tǒng)組成通信偵察系統(tǒng)組成 典型的通信偵察設(shè)備包括天線、射頻接收機(jī)、測向設(shè)備、通信信號分析和處理設(shè)備、通信情報(bào)分析設(shè)備、通信鏈路和控制設(shè)備等組成。其組成如下圖所示：西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院222.1.5 2.1.5 通信偵察系統(tǒng)組成通信偵察系統(tǒng)組成 1 1）天線）天線 通信偵察系統(tǒng)的天線包括偵察天線和測向天線，在某些情況下測向天線和偵察天線共用。通信偵察偵察截獲天線通常使用寬頻段、寬波束天線。測向天線也是寬頻段天線，但是根據(jù)測向方法的不同，使用不同結(jié)構(gòu)形式的多元天線。 2 2）射

13、頻接收機(jī)）射頻接收機(jī) 射頻接收機(jī)在寬頻帶范圍內(nèi)將射頻信號混頻、放大，為信號分析和測向處理設(shè)備通過足夠強(qiáng)的輸出信號變換成中頻信號輸出。通信偵察的射頻接收機(jī)可以是窄帶搜索接收機(jī)，也可以是寬帶接收機(jī)。對于測向系統(tǒng)，它的射頻接收機(jī)一般是多通道的。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院232.1.5 2.1.5 通信偵察系統(tǒng)組成通信偵察系統(tǒng)組成3）測向設(shè)備）測向設(shè)備 測向設(shè)備完成對通信輻射源信號的到達(dá)方向測量。目前常用的測向技術(shù)包括振幅測向、相位測向、多普勒測向、空間譜估計(jì)測向等技術(shù)。測向設(shè)備可以獨(dú)立工作，也可以與偵察分析設(shè)備協(xié)同工作。當(dāng)測向設(shè)備獨(dú)立工作時(shí)，它也具備一定的信號分析和處理功能。當(dāng)多個測向設(shè)備協(xié)同工作

14、時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)對通信輻射源的定位。 4）通信信號分析和處理設(shè)備）通信信號分析和處理設(shè)備 通信信號處理和分析設(shè)備完成對通信信號的參數(shù)測量和分析，獲取通信信號的頻率、帶寬、調(diào)制類型、調(diào)制參數(shù)等基本技術(shù)參數(shù)。它還擔(dān)負(fù)通信信號類型識別、網(wǎng)臺識別任務(wù)，以及對通信信號的解調(diào)、解擴(kuò)和監(jiān)聽監(jiān)測任務(wù)。 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院242.1.5 2.1.5 通信偵察系統(tǒng)組成通信偵察系統(tǒng)組成5）通信情報(bào)分析設(shè)備）通信情報(bào)分析設(shè)備 通信情報(bào)分析設(shè)備利用通信信號分析和處理設(shè)備得到的通信信號技術(shù)參數(shù)，測向設(shè)備得到的通信信號的到達(dá)方向參數(shù)，進(jìn)行綜合分析處理，得到通信情報(bào)。通信情報(bào)在通過通信網(wǎng)絡(luò)傳送到上級指揮中心的同時(shí)，也

15、在本地記錄和顯示。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院252.1.62.1.6通信偵察系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)通信偵察系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)1 1）系統(tǒng)總體技術(shù)指標(biāo)）系統(tǒng)總體技術(shù)指標(biāo) 偵察作用距離 空域覆蓋范圍 工作頻率范圍 系統(tǒng)靈敏度 測頻精度 測向精度 信號截獲概率 系統(tǒng)反應(yīng)時(shí)間 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院262.1.62.1.6通信偵察系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)通信偵察系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)2 2）接收機(jī)射頻通道指標(biāo)接收機(jī)射頻通道指標(biāo) 接收機(jī)靈敏度 接收機(jī)瞬時(shí)帶寬頻率搜索速度 頻率搜索間隔（最小頻率間隔） 接收機(jī)動態(tài)范圍選擇性（選擇有用信號能力） 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院272.1.62.1.6通信偵察系統(tǒng)的主

16、要技術(shù)指標(biāo)通信偵察系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)3 3）信號分析和處理指標(biāo)信號分析和處理指標(biāo)信號環(huán)境適應(yīng)能力 信號處理帶寬 信號處理時(shí)間 信號正確識別概率 頻率分辯率西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院282.2 通信系統(tǒng)和通信信號的基本特點(diǎn)通信系統(tǒng)和通信信號的基本特點(diǎn)2.2.1 2.2.1 通信系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)通信系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)2.2.2 2.2.2 模擬通信信號的基本類型和特點(diǎn)模擬通信信號的基本類型和特點(diǎn)2.2.2 2.2.2 數(shù)字通信信號的基本類型和特點(diǎn)數(shù)字通信信號的基本類型和特點(diǎn) 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院292.2.12.2.1通信系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)通信系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)1 1）通信系統(tǒng)組成框圖通信系統(tǒng)

17、組成框圖西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院302.2.12.2.1通信系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)通信系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)2 2）編碼編碼/解碼解碼（a）信源編碼）信源編碼 通信系統(tǒng)的信源可以是模擬信源，如音頻信號、視頻信號等；也可以是數(shù)字信源，如字符、數(shù)據(jù)、文件等。不管是模擬信源還是數(shù)字信源，在進(jìn)行信源編碼后，都轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制形式的信息碼流。 常用的信源編碼技術(shù)有：脈沖編碼調(diào)制（PCM）增量編碼調(diào)制（DPCM）、子帶編碼（SBC）、自適應(yīng)變換編碼（ATC） 等。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院312.2.12.2.1通信系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)通信系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)2 2）編碼編碼/解碼解碼（b）信道編碼）信道編碼 信號在信道中

18、傳輸?shù)倪^程中，會受到各種信道噪聲、無意或者有意干擾，引起傳輸錯誤。信道編碼的目的是檢測或者糾正傳輸過程中的錯誤，提高信息傳輸?shù)目煽啃院唾|(zhì)量。 信道編碼有三類基本方式，一種是前向糾錯控制（FEC），其次是檢錯重發(fā)（ARQ），最后是混合方法，F(xiàn)EC和ARQ結(jié)合。 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院322.2.12.2.1通信系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)通信系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)3 3）加密）加密/ /解密解密 對所傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行人為“擾亂”，即加上密碼，以滿足保密要求。 4 4）調(diào)制）調(diào)制/ /解調(diào)解調(diào)調(diào)制 調(diào)制的主要作用是將基帶信號的頻譜搬移到射頻去，使信號變換為適合于信道傳輸或者實(shí)現(xiàn)信道復(fù)用的頻帶信號。其次它可以提高

19、系統(tǒng)傳輸?shù)目煽啃院陀行?。調(diào)制調(diào)制 可以分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制兩種方式，對于模擬調(diào)制，基帶信號是連續(xù)信號，而數(shù)字調(diào)制，基帶信號是離散信號。調(diào)制器需要載波信號，常用的載波信號是正弦波和脈沖波。正弦波作為載波的調(diào)制稱為正弦調(diào)制，而脈沖作為載波的調(diào)制稱為脈沖調(diào)制。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院332.2.22.2.2模擬通信信號基本類型和特點(diǎn)模擬通信信號基本類型和特點(diǎn)常用的模擬調(diào)制信號是調(diào)幅（AM）和調(diào)頻（FM）。 模擬通信信號可以表示為： （2.2-1） 式中是信號的瞬時(shí)幅度，是信號的載波頻率，是信號的瞬時(shí)相位。信號的瞬時(shí)頻率可以從（2.2-2）式確定： （2.2-2） )(2cos()()(ttf

20、tAtsc)(21)(tftfc西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院342.2.22.2.2模擬通信信號基本類型和特點(diǎn)模擬通信信號基本類型和特點(diǎn)1) 調(diào)幅信號AM： 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院352.2.22.2.2模擬通信信號基本類型和特點(diǎn)模擬通信信號基本類型和特點(diǎn) AMAM信號基本特點(diǎn)是：信號基本特點(diǎn)是：1）其包絡(luò)是變化的，且變化規(guī)律與基帶信號有關(guān)。2）其載波頻率是恒定的，與基帶信號無關(guān)。3）AM信號的帶寬是基帶信號帶寬的12倍。當(dāng)它是DSB形式時(shí)，已調(diào)信號的帶寬是基帶調(diào)制信號的2倍；當(dāng)它是SSB形式時(shí)，已調(diào)信號的帶寬與基帶調(diào)制信號相同；當(dāng)它是VSB形式時(shí)，已調(diào)信號的帶寬處于基帶調(diào)制信號12倍之

21、間。4）AM信號中可能包含載波分量，這是DSB信號；或者不包含載波分量，這是SC-DSB信號。 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院362.2.22.2.2模擬通信信號基本類型和特點(diǎn)模擬通信信號基本類型和特點(diǎn)2) 調(diào)頻信號（FM） 調(diào)頻信號（FM）可以表示為： （2.2-11）式（2.2-11）的調(diào)頻信號表達(dá)式，可以通過在式（2.1-1）中，按照以下方式得到。令，其中 是載波幅度， 是模擬基帶信號，并且滿足 ， 是調(diào)頻斜率，它與調(diào)頻指數(shù) 的關(guān)系為： （2.2-12） )(22cos()(0dmKtfAtstfcFMdmKtAtAtf)(2)(,)(00A)(tm1)(tmfKfmmmmffffKm西安

22、電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院372.2.22.2.2模擬通信信號基本類型和特點(diǎn)模擬通信信號基本類型和特點(diǎn) FMFM信號基本特點(diǎn)是：信號基本特點(diǎn)是：1）其包絡(luò)是恒定的。2）其載波頻率是變化的，其變化規(guī)律與基帶信號有關(guān)。3）FM信號的帶寬與基帶信號帶寬和調(diào)頻指數(shù)有關(guān)，通常其帶寬比AM信號寬的多。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院382.2.32.2.3數(shù)字通信信號基本類型和特點(diǎn)數(shù)字通信信號基本類型和特點(diǎn)常用的數(shù)字調(diào)制信號為ASK、PSK、FSK、QAM等。下面我們來分析這些信號的基本特點(diǎn)。對式（2.2-1）進(jìn)行三角變換，可以得到： （2.2-15）令： （2.2-16）則有： （2.2-17） 也就是說通信

23、信號可以表示成為上述的正交表達(dá)式?；蛘哒f，任何通信信號都可以利用兩個正交的基帶信號和產(chǎn)生。)2sin()(sin()()2cos()(cos()()(2cos()()(tfttAtfttAttftAtsccc)(sin()()()(cos()()(ttAtQttAtI)2sin()2cos()()(tfQtftItscc西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院392.2.32.2.3數(shù)字通信信號基本類型和特點(diǎn)數(shù)字通信信號基本類型和特點(diǎn) 1） 2ASK信號信號 即二進(jìn)制幅度鍵控信號，也稱為OOK。在式（2.2-17）中，令，可以得到2ASK信號的時(shí)域表達(dá)式為： （2.2-18）其中g(shù)(t) 是持續(xù)時(shí)間為的矩

24、形脈沖， 是二進(jìn)制符號序列。如果在一個碼元持續(xù)時(shí)間 內(nèi)觀察時(shí)，則2ASK信號當(dāng) an 0時(shí)，不發(fā)送高頻脈沖，而當(dāng) an 1時(shí)，則發(fā)送高頻脈沖。 0)(),()(tQnTtgatIsnn)2cos()()(2tfnTtgatscsnnASK1 , 0na,0sT西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院402.2.32.2.3數(shù)字通信信號基本類型和特點(diǎn)數(shù)字通信信號基本類型和特點(diǎn) 1） 2ASK信號信號(續(xù)續(xù))從上述的分析可以看出，2ASK信號的基本特點(diǎn)是： 其包絡(luò)是變化的，其載波頻率恒定的。 功率譜中包含載波分量。 功率譜的連續(xù)譜的形狀是sa()函數(shù)，其第一零點(diǎn)寬度為 。 信號帶寬是基帶脈沖波形帶寬的2倍，近

25、似為 。 sf2sf2西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院412.2.32.2.3數(shù)字通信信號基本類型和特點(diǎn)數(shù)字通信信號基本類型和特點(diǎn) 2） 2PSK信號信號 即二進(jìn)制相移鍵控信號。在式（2.2-17）中，令可以得到2PSK信號的時(shí)域表達(dá)式為： （2.2-18）注意到上述表述與2ASK是類似的，所不同的是符號序列的取值。對于2PSK調(diào)制， 。如果在一個碼元持續(xù)時(shí)間 內(nèi)觀察時(shí)，2PSK信號發(fā)送的是載波初始相位分別是0或者的高頻脈沖序列，因此這種方式也稱為絕對相移鍵控信號。PSK信號的另外一種形式是相對（差分）相移鍵控信號（DPSK），它利用前后相鄰碼元的載波相位差表示二進(jìn)制信息。 0)(),()(tQn

26、TtgatIsnn)2cos()()(2tfnTtgatscsnnASK1 , 1na, 0sT西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院422.2.32.2.3數(shù)字通信信號基本類型和特點(diǎn)數(shù)字通信信號基本類型和特點(diǎn) 2） 2PSK信號信號從上述的分析可以看出，2PSK信號的基本特點(diǎn)是： 其包絡(luò)是恒定的，其載波頻率恒定的。 信號中個碼元的初始相位與信息碼有關(guān)。 功率譜可能不包含載波分量，其連續(xù)譜的形狀是sa()函數(shù)，其第一零點(diǎn)寬度為 。 信號帶寬是基帶脈沖波形帶寬的2倍，近似為sf2sf2西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院432.2.32.2.3數(shù)字通信信號基本類型和特點(diǎn)數(shù)字通信信號基本類型和特點(diǎn) 3） 2FSK信

27、號信號2FSK信號，即二進(jìn)制頻移鍵控信號。2FSK信號的時(shí)域表達(dá)式為： （2.2-22）其中 ， 是 的反碼， 和 分別時(shí)碼元載波初始相位。如果在一個碼元持續(xù)時(shí)間 內(nèi)觀察時(shí)，2FSK信號當(dāng) 1時(shí)，發(fā)送高頻脈沖的載波頻率是 ，而當(dāng) 0時(shí)，發(fā)送高頻脈沖的載波頻率是 。)2cos()()2cos()()(212nsnnnsnnFSKtfnTtgatfnTtgats1 , 0nananann, 0sTnana1f2f西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院442.2.32.2.3數(shù)字通信信號基本類型和特點(diǎn)數(shù)字通信信號基本類型和特點(diǎn) 3） 2FSK信號信號2FSK信號的基本特點(diǎn)是： 其包絡(luò)是恒定的，其載波頻率是變化

28、的，它有兩個發(fā)送頻率 和 。 信號的發(fā)送頻率與信息碼有關(guān)。 功率譜可能包含載波分量，位于其兩個發(fā)送頻率 和 。 信號帶寬為 。1f2f1f2fsfffB212西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院452.2.32.2.3數(shù)字通信信號基本類型和特點(diǎn)數(shù)字通信信號基本類型和特點(diǎn) 4） QAM信號信號QAM信號，即正交幅度調(diào)制信號，也稱為幅度相位聯(lián)合鍵控信號。在式（2.2-17）中，令，可以得到QAM信號的時(shí)域表達(dá)式為： （2.3-24） 從上式可以看出，QAM信號可以看成是兩個正交信號的和。目前常用的QAM信號主要是16QAM和64QAM信號。 nsnnnsnnnTtgatQnTtgatIsin)()(,co

29、s)()()2cos(sin)()2cos(cos)()(tfnTtgatfnTtgatscnsnncnsnnQAM西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院462.2.32.2.3數(shù)字通信信號基本類型和特點(diǎn)數(shù)字通信信號基本類型和特點(diǎn)4） QAM信號信號QAM信號的基本特點(diǎn)是： 其包絡(luò)是變化的，載波頻率是恒定的。 碼元初始相位與信息碼有關(guān)。 功率譜形狀與PSK信號類似，信號帶寬與PSK信號相同。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院472.2.32.2.3數(shù)字通信信號基本類型和特點(diǎn)數(shù)字通信信號基本類型和特點(diǎn)5）數(shù)字通信信號的星座圖數(shù)字通信信號的星座圖 數(shù)字通信信號都可以利用正交形式表示。如果以 為橫坐標(biāo)， 為縱坐標(biāo)，

30、將 和 的取值打點(diǎn)畫出來，這種圖形稱為星座圖。常見數(shù)字通信信號的星座圖如下圖所示： ASK信號的星座圖最簡單，只有分量，QAM信號的最復(fù)雜。)(tI)(tQ)(tI)(tQ西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院482.3 2.3 頻率測量的技術(shù)指標(biāo)和分類頻率測量的技術(shù)指標(biāo)和分類2.3.1 頻率測量的技術(shù)指標(biāo)2.3.2測頻技術(shù)分類西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院492.3 2.3 頻率測量的技術(shù)指標(biāo)和分類頻率測量的技術(shù)指標(biāo)和分類 通信信號的頻域參數(shù)包括載波頻率、帶寬、碼元速率、擴(kuò)頻/跳頻速率等。本節(jié)介紹通信信號載波頻率的測量，載波頻率是通信信號的基本和重要特征，它具有相對穩(wěn)定性，也是通信對抗系統(tǒng)進(jìn)行信號分選、

31、識別、干擾的基本參數(shù)之一。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院502.3.1 頻率測量的技術(shù)指標(biāo) 測頻時(shí)間：測頻時(shí)間是指從接收機(jī)截獲信號至測頻輸出測頻結(jié)果所需的時(shí)間。對于通信偵察系統(tǒng)，希望測頻時(shí)間越短越好。測頻時(shí)間直接影響到偵察系統(tǒng)的截獲概率和截獲時(shí)間。頻域截獲概率：即頻率搜索概率，信號的頻率搜索概率定義為 （2.3-1）其中 是測頻接收機(jī)瞬時(shí)帶寬， 是測頻范圍，即偵察頻率范圍。 例如， 10MHz， 1000MHz，則頻率搜索概率1105，可見搜索接收機(jī)的頻率搜索概率很低。121fffPrIFrf 12ff rf12ff 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院512.3.1 頻率測量的技術(shù)指標(biāo) 截獲時(shí)間：達(dá)到

32、給定的截獲概率所需的時(shí)間。如果采用非搜索測頻接收機(jī)，則信號的截獲時(shí)間為 （2.3-2）其中 偵察系統(tǒng)的通過時(shí)間， 是測頻時(shí)間。fmTHIFTTT1THTfmT西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院522.3.1 頻率測量的技術(shù)指標(biāo) 測頻范圍：測頻范圍：測頻系統(tǒng)最大可測的信號的頻率范圍； 瞬時(shí)帶寬瞬時(shí)帶寬： 測頻系統(tǒng)在任一瞬間可以測量的信號的頻率范圍；頻率分辨力：頻率分辨力：測頻系統(tǒng)所能分開的兩個同時(shí)到達(dá)信號的最小頻率差；測頻精度：測頻精度： 測頻誤差的均方根誤差稱為測頻精度。 不同的測頻系統(tǒng)的測頻范圍、瞬時(shí)帶寬、頻率分辨力差異很大。 傳統(tǒng)的寬帶測頻接收機(jī)的瞬時(shí)帶寬很寬，其頻率截獲概率高，但頻率分辨率很低

33、，等于瞬時(shí)帶寬。 而窄帶搜索接收機(jī)的瞬時(shí)帶寬很窄，頻率截獲概率很低，但頻率分辨率很高。 傳統(tǒng)搜索接收機(jī)的最大測頻誤差為： （2.3-3） 瞬時(shí)帶寬越寬，測頻誤差越大。rff21max西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院532.3.1 頻率測量的技術(shù)指標(biāo)可測頻信號類型可測頻信號類型通信信號可以分成常規(guī)通信信號和擴(kuò)頻（特殊）通信信號。n常規(guī)通信信號包括模擬調(diào)制信號，如AM、FM，數(shù)字調(diào)制信號如2ASK、2PSK、QPSK、2FSK、8FSK等，n 擴(kuò)頻（特殊）通信包括DS-SS，F(xiàn)H-SS，QAM、FDMA、CDMA、TDMA等。 一般而言，常規(guī)通信信號測頻比特殊通信信號的測頻容易。擴(kuò)頻通信信號的測頻比較

34、困難，特別是跳頻和跳時(shí)擴(kuò)頻通信信號、突發(fā)通信信號等。 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院542.3.2測頻技術(shù)分類測頻通常是在偵察系統(tǒng)的前端完成的。按照測頻系統(tǒng)采用的技術(shù)原理，可以把測頻技術(shù)分為三類，它們分別是直接測量法、變換測量法，其分類如下圖所示：測頻技術(shù)直接測頻變換測頻搜索頻率窗毗鄰頻率窗窄帶搜索法寬帶搜索法模擬信道化數(shù)字信道化傅立葉變換Chirp變換聲光相關(guān)器數(shù)字DFT測頻壓縮接收機(jī)西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院552.4 通信信號頻率的直接測量通信信號頻率的直接測量2.4.1 2.4.1 頻率搜索接收機(jī)的基本原理頻率搜索接收機(jī)的基本原理2.4.2 2.4.2 頻率搜索方式頻率搜索方式2.4.

35、3 2.4.3 頻率搜索時(shí)間和速度頻率搜索時(shí)間和速度2.4.4 2.4.4 信道化接收機(jī)信道化接收機(jī)西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院562.4.12.4.1頻率搜索接收機(jī)的基本原理頻率搜索接收機(jī)的基本原理1) 頻率搜索接收機(jī)概述頻率搜索接收機(jī)概述頻率搜索接收機(jī)通常利用超外差接收機(jī)完成。按照頻率搜索的瞬時(shí)帶寬，可以將搜索接收機(jī)分為寬帶搜索和窄帶搜索。n寬帶搜索是指在接收機(jī)的瞬時(shí)帶寬同時(shí)存在多個不同頻率的通信信號，或者說接收機(jī)的瞬時(shí)帶寬大于信號帶寬。n而窄帶搜索是指在接收機(jī)的瞬時(shí)帶寬內(nèi)只存在一個信號。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院572.4.12.4.1頻率搜索接收機(jī)的基本原理頻率搜索接收機(jī)的基本原理2

36、) 頻率搜索接收機(jī)組成頻率搜索接收機(jī)組成搜索式超外差接收機(jī)原理如下圖所示 主要優(yōu)點(diǎn)：由于中頻頻率很低，所以可以到達(dá)良好的頻率選擇性和接收機(jī)靈敏度，同時(shí)中頻信號保持著通信信號的幅度、頻率和相位信息；主要缺點(diǎn)：存在寄生信道干擾，窄帶搜索接收機(jī)搜索時(shí)間長，降低了系統(tǒng)頻率截獲概率。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院582.4.12.4.1頻率搜索接收機(jī)的基本原理頻率搜索接收機(jī)的基本原理3) 頻率搜索接收機(jī)寄生信道及其消除方法頻率搜索接收機(jī)寄生信道及其消除方法 （1）微波預(yù)選-本振統(tǒng)調(diào)（2）寬帶濾波-高中頻（3）常用鏡像抑制混頻器（4）采用零中頻技術(shù) fIfRfLfmf中頻主頻本振鏡頻西安電子科技大學(xué)電子工程

37、學(xué)院592.4.22.4.2頻率搜索方式頻率搜索方式 連續(xù)搜索和步進(jìn)搜索兩種方式：連續(xù)搜索又分為單程搜索和雙程搜索方式，步進(jìn)搜索又分為等間隔搜索和靈巧搜索方式。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院602.4.32.4.3頻率搜索時(shí)間頻率搜索時(shí)間頻率搜索時(shí)間頻率搜索時(shí)間頻率搜索時(shí)間是指搜索完給定頻率范圍所需的時(shí)間。它與頻率搜索范圍、頻率步進(jìn)間隔、信道間隔、本振換頻時(shí)間、搜索駐留時(shí)間等因素有關(guān)。寬帶搜索接收機(jī)，頻率步進(jìn)間隔為搜索帶寬（中頻帶寬）的二分之一。頻率步進(jìn)搜索過程中的本振頻率點(diǎn)數(shù)為： （2.3-9）寬帶接收機(jī)一次完成多個通信信道的搜索，它的頻率搜索時(shí)間為： （2.3-10）窄帶搜索接收機(jī)，頻率步進(jìn)

38、間隔為通信信號的最小信道間隔。相應(yīng)的頻率步進(jìn)搜索過程中的本振頻率點(diǎn)數(shù)為： （2.3-11）窄帶搜索接收機(jī)一次完成單個通信信道的搜索，它的頻率搜索時(shí)間為：IwbfffN122)(strswbfwbTTNTfffNnb12)(strsnbfnbTTNT西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院612.4.32.4.3頻率搜索時(shí)間頻率搜索時(shí)間頻率搜索時(shí)間計(jì)算舉例頻率搜索時(shí)間計(jì)算舉例設(shè)超短波通信電臺的頻率范圍為3090MHz，信道間隔為25kHz，本振換頻時(shí)間為100s，搜索駐留時(shí)間為1000s。如果利用窄帶頻率搜索接收機(jī)，那么本振頻率點(diǎn)數(shù)為： (9030)106/(25103)=2400 頻率搜索時(shí)間為: 240

39、0(1001000)2640000s2640ms為了減小頻率搜索時(shí)間，有4個可能的途徑。n 通過采用并行多信道搜索方式，減小頻率搜索范圍。n 采用寬帶搜索方式，減小頻率步進(jìn)搜索過程中的本振頻率點(diǎn)數(shù)。n 采用換頻時(shí)間短的高速頻率合成本振。n 減小搜索駐留時(shí)間。為了減小搜索駐留時(shí)間，需要采用高速、高性能的信號處理器。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院622.4.4信道化接收機(jī)信道化接收機(jī)1) 純信道化接收機(jī)純信道化接收機(jī) 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院632.4.4信道化接收機(jī)信道化接收機(jī)1）純信道化接收機(jī)）純信道化接收機(jī) 信道化接收機(jī)利用波段分路器將偵察頻帶劃分為m1路，各個波段分路器輸出的信號經(jīng)過第一

40、變頻器變頻，將射頻頻率變換為第一中頻頻率，第一本振組輸出等間隔的頻率，使各路中頻輸出頻率和帶寬相同。 各路中頻輸出經(jīng)過放大后分成兩路，一路送給門限檢測Dt，確定信號頻率屬于哪個波段。另一路輸出送給各自的子波段分路器，再分成m2路。各個子波段分路器輸出的信號經(jīng)過第二變頻器變頻，將第一中頻變換為第二中頻頻率，各路中頻輸出進(jìn)行給門限檢測，檢測信號的頻率，同時(shí)輸出中頻信號。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院642.4.4信道化接收機(jī)信道化接收機(jī)1）純信道化接收機(jī)）純信道化接收機(jī) 第k分路器輸出信號的頻率分辨力： （2.3-17）根據(jù)接收信號通過的各檢測信道進(jìn)行頻率估計(jì)： （2.3-18）純信道化接收機(jī)的波段

41、分路器個數(shù)是 （2.3-19）純信道化接收機(jī)可以得到很高的頻率分辨率和頻率覆蓋范圍，但是其體積大、重量重、成本高，系統(tǒng)復(fù)雜。kkmfff1221ffnffkrkk2111mmmL西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院652.4.4信道化接收機(jī)信道化接收機(jī)2）頻帶折疊信道化接收機(jī)頻帶折疊信道化接收機(jī)的原理與純信道化接收機(jī)類似，它的第一級波段分路器與純信道化的相同。其余各層的分路器輸出取和，經(jīng)過混頻放大后再進(jìn)入下層的分路器。也就是說，每層只設(shè)一個通道，采用這種結(jié)構(gòu)大大減少了設(shè)備量。由于分路器輸出取和，在減少分路器的同時(shí)，各頻段的噪聲也合成，使接收機(jī)靈敏度下降。此外當(dāng)存在同時(shí)到達(dá)信號時(shí)，會引起測頻模糊。西安電

42、子科技大學(xué)電子工程學(xué)院662.4.4信道化接收機(jī)信道化接收機(jī)3）時(shí)分制信道化接收機(jī) 時(shí)分制信道化接收機(jī)的結(jié)構(gòu)與頻帶折疊信道化接收機(jī)基本相同，說不同的是用快速分路開關(guān)取代了取和電路。在同一時(shí)刻，訪問開關(guān)只與一個波段接通，其它波段被斷開，避免了頻帶折疊帶來的噪聲增加和同時(shí)到達(dá)信號的影響。 時(shí)分制結(jié)構(gòu)因?yàn)槊繉又蓄l輸出由訪問開關(guān)轉(zhuǎn)換，因此存在信號的漏截獲問題。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院672.4.4信道化接收機(jī)信道化接收機(jī)4）中頻信道化接收機(jī)典型的中頻信道化接收機(jī)原理框圖如圖中頻信道化接收機(jī)是在中頻部分使用中頻濾波器組實(shí)現(xiàn)寬帶與高靈敏度的超外差接收機(jī)。其射頻前端的射頻預(yù)選器的帶寬和本振頻率步進(jìn)間隔與

43、中頻濾波器組的帶寬匹配。其特點(diǎn)是濾波器組的設(shè)計(jì)可以通用化、模塊化，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院682.4.4信道化接收機(jī)信道化接收機(jī)5）模擬信道化接收機(jī)特點(diǎn)n信道化接收機(jī)實(shí)際上是利用一級或者多級濾波器組，將偵察頻段分成多個信道，最小信道間隔一般為25kHz（也有12.5kHz）。它具有靈敏度高、動態(tài)范圍大、搜索速度快、同時(shí)信號能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。n缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、成本高。n信道化接收機(jī)存在的另一個問題是寬帶信號檢測的問題。當(dāng)信號帶寬大于信道化間隔時(shí)，相鄰的多個信道都會有信號輸出，如果不進(jìn)行處理，會引起虛假頻率輸出。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院692.5通信信號頻率的變換域測

44、量通信信號頻率的變換域測量2.5.1 聲光接收機(jī)聲光接收機(jī)2.5.2 壓縮接收機(jī)壓縮接收機(jī)西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院702.5通信信號頻率的變換域測量通信信號頻率的變換域測量偵察系統(tǒng)中還采用各種特殊的器件，實(shí)現(xiàn)傅立葉變換，間接實(shí)現(xiàn)頻率測量，這就是變換域方法。使用不同的器件，就構(gòu)成了聲光接收機(jī)和壓縮接收機(jī)。變換域測量屬于寬帶通信偵察接收機(jī)。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院712.5.1 聲光接收機(jī)聲光接收機(jī)1) 聲光接收機(jī)聲光接收機(jī)利用聲光偏轉(zhuǎn)器（布拉格小室）使入射光束受信號頻率調(diào)制發(fā)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角度正比于信號頻率，用一組光檢測器件檢測偏轉(zhuǎn)之后的光信號，從而完成測頻目的。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)

45、院722.5.2 壓縮接收機(jī)壓縮接收機(jī)2) 壓縮接收機(jī) 壓縮接收機(jī)是利用快速微掃本振，截獲偵察頻帶內(nèi)所有信號，再通過色散延遲線壓縮，轉(zhuǎn)換到時(shí)域進(jìn)行測頻的接收機(jī)。聲表面波色散延遲線的頻率分辨率是延遲時(shí)間的倒數(shù)，它相當(dāng)于一個濾波器組，濾波器數(shù)目等于帶寬和延遲時(shí)間的乘積。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院732.6通信信號的數(shù)字化測頻通信信號的數(shù)字化測頻2.6.1 數(shù)字化技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字化技術(shù)基礎(chǔ)2.6.2 寬帶數(shù)字化接收機(jī)寬帶數(shù)字化接收機(jī)2.6.3 數(shù)字信道化接收機(jī)數(shù)字信道化接收機(jī)2.6.4 數(shù)字測頻算法數(shù)字測頻算法西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院742.6通信信號的數(shù)字化測頻通信信號的數(shù)字化測頻傳統(tǒng)的接收機(jī)朝

46、著軟件化和數(shù)字化進(jìn)步，這就是軟件無線電的思想。軟件無線電數(shù)字接收機(jī)的設(shè)計(jì)思想是：n將寬帶A/D和D/A變換器盡可能靠近天線，即把A/D和D/A從基帶移到中頻甚至射頻，把接收到的模擬信號盡早數(shù)字化；n然后用實(shí)時(shí)高速FPGA/DSP做A/D后的一系列處理，使無線電系統(tǒng)的各種功能通過軟件進(jìn)行定義。中頻數(shù)字化技術(shù) 接收機(jī)采用模擬寬帶射頻前端的外差接收機(jī)技術(shù)，在中頻采樣后，利用各種數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)通信信號頻率的測量。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院752.3.3通信信號的數(shù)字化測頻通信信號的數(shù)字化測頻1) 寬帶數(shù)字化接收機(jī) 寬帶數(shù)字化接收機(jī)= 信道化數(shù)字化的搜索接收機(jī)射頻信號經(jīng)過放大、混頻后，變換為第一中頻，

47、然后經(jīng)中頻分路器分為M路，分別送給M路中頻濾波器組濾波，再轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的二中頻。M路第二中頻具有相同的頻率，它們分別放大后，利用M路數(shù)模轉(zhuǎn)換器（ADC）進(jìn)行高速采樣數(shù)字化，利用FFT實(shí)現(xiàn)頻率測量。西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院762.3.3通信信號的數(shù)字化測頻通信信號的數(shù)字化測頻1) 寬帶數(shù)字化接收機(jī)分路數(shù)目設(shè)搜索波段的頻率范圍為，單路處理瞬時(shí)帶寬，則分路器路數(shù)為： (2.3-36) 可見，分路器路數(shù)與頻率范圍和中頻帶寬決定。 當(dāng)頻率范圍一定時(shí)，M由中頻帶寬確定。而中頻帶寬與ADC器件、數(shù)字信號處理器的處理能力等因素有關(guān)。IBffM12西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院772.3.3通信信號的數(shù)字化測頻

48、通信信號的數(shù)字化測頻1) 寬帶數(shù)字化接收機(jī)ADCADC采樣頻率采樣頻率數(shù)字接收機(jī)通常按照帶通采樣設(shè)計(jì)，其采樣頻率必須滿足： 采樣頻率選擇時(shí)一般選擇一個同時(shí)滿足上述兩個條件的最低采樣頻率。否則可能會引起所謂混疊效應(yīng)，導(dǎo)致采樣錯誤，使后續(xù)的數(shù)字處理無法正確完成。 設(shè)中頻頻率fI=70MHz，中頻帶寬BI20MHz，矩形系數(shù)r1.5。那么按照條件1，采樣頻率2.52050MHz，而按照條件2，可以選擇的采樣頻率為280、93.33、56、40MHz等。因此同時(shí)滿足兩個條件的采樣頻率為56MHz。, 3 , 2 , 1 , 0,124) 1(nnffBrfIsIs西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院782.3

49、.3通信信號的數(shù)字化測頻通信信號的數(shù)字化測頻1) 寬帶數(shù)字化接收機(jī)ADC采樣分辨率和動態(tài)范圍設(shè)ADC為b位，量化電平為q，輸入為單頻正弦信號，ADC允許的最大輸入電壓為Vmax，則ADC輸入最大信號的功率和量化噪聲功率分別為： (2.3-38) (2.3-39) ADC允許的最小輸入信號電平受ADC量化噪聲的限制。因此ADC的動態(tài)范圍為： (2.3-40) (2.3-41)822222maxmaxqVPb122qNqbqADCNPNSD2maxmax223)(02. 676. 1dBbDADC西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院792.3.3通信信號的數(shù)字化測頻通信信號的數(shù)字化測頻1) 寬帶數(shù)字化接收

50、機(jī)頻率分辨率和瞬時(shí)處理帶寬頻率分辨率和瞬時(shí)處理帶寬 如數(shù)字接收機(jī)利用FFT進(jìn)行頻率分析測量，那么頻率分辨率、采樣頻率、瞬時(shí)處理帶寬（中頻帶寬）、采樣間隔和FFT長度N滿足下面的關(guān)系： (2.3-42)因此，當(dāng)采樣頻率一定時(shí)，F(xiàn)FT長度越長，頻率分辨率越高。而FFT長度N為： (2.3-43)可見，F(xiàn)FT的長度與瞬時(shí)處理帶寬和頻率分辨率有關(guān)。在處理帶寬一定的情況下，要求的頻率分辨率越高，F(xiàn)FT長度越大，當(dāng)然完成FFT所需的運(yùn)算時(shí)間就越長。處理時(shí)間與搜索速度、頻率分辨率會產(chǎn)生矛盾。NBrNtNffIss)1 (1fBrNI)1 ( 西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院802.3.3通信信號的數(shù)字化測頻通信

51、信號的數(shù)字化測頻1) 寬帶數(shù)字化接收機(jī)頻率搜索速度頻率搜索速度設(shè)搜索接收機(jī)的以中頻帶寬為進(jìn)行搜索，數(shù)字接收機(jī)利用長度為N的FFT進(jìn)行頻率分析，系統(tǒng)頻率分辨率為f。此時(shí)采集N點(diǎn)數(shù)據(jù)的時(shí)間即采樣時(shí)間為： (2.3-44)當(dāng)數(shù)字接收機(jī)在瞬時(shí)搜索帶寬上的駐留時(shí)間等于采樣時(shí)間，它到達(dá)最高搜索速度，即 (2.3-45)ffNTss1fBTBVIsIfmax西安電子科技大學(xué)電子工程學(xué)院812.3.3通信信號的數(shù)字化測頻通信信號的數(shù)字化測頻1) 寬帶數(shù)字化接收機(jī)對對DSPDSP處理能力的要求處理能力的要求要求DSP能夠在一個采樣時(shí)間內(nèi)完成對瞬時(shí)處理帶寬的FFT分析。我們知道，完成N點(diǎn)FFT需要進(jìn)行 2Nlog2N次實(shí)數(shù)乘加運(yùn)算，如果DSP完成一次實(shí)數(shù)乘加運(yùn)算的時(shí)間為tma ，則要求DSP的運(yùn)算速度至少有關(guān)滿足： (2.3-46)將式(2.3-43)代入上式，可以得到： (2.3-48)將r2代入上式 fTtN