导弹指挥控制通信系统射频前端电路的研制与应用

卢桂琳 屠健 广西科技大学 王绍红 空军95275部队

新型导弹指挥控制通信系统硬件建立在自适应多天线传输技术基础上，相应的多数字天线能根据空海地场景变化，自适应形成不同波束的信号转接。天线指向误差小于波束宽度的4.5%，射频前端电路采用复全馈源收发共用，上行与下行频率之间带宽大于4GHZ。

导弹射程内位置树通常设计为三元树，数据记录组成偏序集合的格，格转化为代表系统的布尔代数，数据结构可利用前缀码对应的完全二元树时行检测，近年来随着量子信息在通信技术上应用和推广，将代数系统转化为量子系统，引入投影算符作幺正变换，达到量子态后可进行没影测量和各种操作。

分析各种目标辐射场散射，以微带天线单元为基础，综合了海面，地面及电离层对电磁波吸收和传播的影响，电子受级辐射跃迁，波导材料引起的压阴效应，内部电磁参数力学量经过二次量子化，电磁场相互作用表象过程，可应用多粒子体系的wick定理，推导电子能量状态对应的表面能级，而对器件表面电荷区的面电荷、电容和电导率产生影响，用来确定电导率等电磁参数，从而导入天线射频电路设计思路。

导弹在运行过程中，射频电路的工作包含目标信号从发射到接收的全过程，雷达瞄准的目标信号频率，幅度、相位及畸变的产生，引起本系统电路的响应，导弹通信系统采用恒包络调制技术，把整个可用信道变换为2N个并行的码元，分别调制载波加在子信道后进行同步传输，可以有效地避免脉冲波形产生的码间干扰。为防止在输出端产生多个误码而影响瞄准精度，可通过增加m序列，然后栓错和纠错，以及全过程保密通信，这就要求导弹射频前端电路既能随时调整当高频时目标雷达的干扰，又能适时应对低频时目标雷达信号的内插技术引起的容错处理，我们提出了能针对任意频率信号而及时调整导弹射频前端电路的信号波形，小波函数具有多样性，且能同时表达时频信息特征，故我们选用小波变换函数构成任意波形函数，并对小波变换函数算法进行了能解决实际问题的优化。

1 基于多小波融合算法的设计

isnan为了提高导弹雷达天线侦察的灵敏度，除了考虑频带从无线超宽带跳变到窄带情况，还必须预测到频率的声光变换 。传统的跳频或扩频技术，都必须增加一个步骤，先把检测到的含噪声的信号频率转化成特定的基带频率，然后才能判断检测到的信号是经过如何处理的频率的信号，最后才能确定真实的频率，显然，多增加的步骤不利于导弹命中目标的效率。能够多快好省地节约运算步骤，我们设计了基于多小波融合的自适应算法，利用射频前端电路具有复解调的技术的特点，能同时观察时频的变换，重构目标信号的任意波形特征。

母小波的特性：

设计下列小波变换公式，信号时频性质可以同时观察：

为消除各种噪声，设计多小波融合，包括高期脉冲 ，Shannon子波，Haar子波，必须满足如下关系 ：重构原函数算法：重构函数过程是根据已有的尺度函数用拉氏反变换，求解得出低通滤波器，还原得出原函数，具有与贝塞尔曲线方程相同的性质，从理论上证明了多小波融合方法是一种新的迭加算法，即多小波融合的算法可实现信号任意波形的设计 。

2 抗干扰设计

按照多小波融合算法设计的电路具有抗干扰的特点。因为导弹运行需要防抖动电路和电源中断，多种频率因素前提下，本系统射频前端电咱理论综合了电磁波散射，卷积编码、功率控制，形成信号抗干扰等方案。

式中A是Toeplitz矩阵，通常把该矩阵炜化为线性方程组性质的Hankel矩阵，便于在导弹运行过程中微小的电路元件损坏时，能自适应及时调整和补充，制作线性滤波器容易引起寄生信道干扰，为了消除干扰，采用输入信号频率与接收机本振频率混频的方法，实现两频率差值恒定不变而不会发生门限检测。并行数字信道化的方式完成对扩展频带后信号中主频率的测量和频谱分析各种目标通信信号可采用二维函数f（x，y）表示，此时以本原多项式作为扩频函数，实现抗干扰能力的电路模型如图1：

图1 扩宽频带的抗干扰能力的实现

3 容错能力提高的设计

导弹飞行过程中为躲避敌方导弹雷达的跟踪打击，在通过任意两点时，可以随机变换绕行方向，雷达信号频率扩展，则实际运行时间比计划时间长或短时，在频率增加这种情况下，射程最短，并且该两点距离函数值不变。实现容错能力，考虑多种频率缩短为几个频段，其中包括窄带情况，原信号以冲激函数形式发射，

在跟踪过程中，要实现快速跳变，即每帧的跳时码改变，而输出的符号间序列相同，对（3）式结果进行傅立叶变换的逆变换，可以容纳更多的频率选择而计算结果一致，实现同步接收的效果与原估计结果一样，基于跳频技术的接收机结构如图2。且可以完成加密保护 。

图2 基于跳频技术的接收机结构图

4 仿真实验

指挥控制通信系统射频前端电路电导率具有复数性质，电路产生任意的非平稳信号如图3，经过多小波融合算法后，显示在时域的性质，与（1）结果相符合。

图3 任意波形信号

我们采用混频技术，选取射程最短的时候作为检测和识别的突变信号，经过多小波融合算法处理后，显示在频域的特性。

图4 突变信号的频域特性

突变信号经过多小波融合算法处理后同时显示出的时域特性，如图5。

图5 突变信号的时域实现

突变信号混有高频及低频部分，在高频范围经过多小波融合算法处理后，能即时得到最优的低通滤波器，不引起非线性失真，如图6所示。

图6 多小波融合算法重构原始信号

能有效地减少噪声的干扰，体现了容错能力很强，实现信号的线性滤波变换，从而还原出原始信号真实情况，论证了多小波融合算法可用于重构原始信号，且增加了保密功能。

5 总结

导弹外形采用了隐身设计，反应时间在1.5ms内，击中目标偏差不超过0.5cm，需要在全天候同一位置同时显示时间-频率变换等特点，天线系统射频电路设计采用多频段圆极化方式，扩频技术解决了时间上码间干扰的问题，跳频技术从频域上导弹射程最短距离的问题，推导出高期脉冲，Shannon子波，Haar子波满足一定约束条件关系公式，实现多小波融合的算法，设计出的任意波形信号，高频处理时具有抗干扰的特点，低频信号处理具有容错能力，且保密性质良好，实验仿真结果多小波融合算法应用于导弹雷达信号侦察截获突变信号，突变信号含有高频和低频成分，验证了多小波算法可构成即时构成任意雷达信号波形。应用于导弹雷达信号侦察截获、作用距离及保密技术等。