基于干扰方接收装备的自适应信号消扰技术研究

摘要：文章提出的自适应信号消扰技术，通过对强信号采用信号数字域分离、模拟域抵消的方法，提高干扰方接收装备的动态范围，使干扰方接收装备在己方干扰的同时实时监测敌方用频情况，进而对干扰效果进行有效评估。

引言

电子对抗在现代战争中扮演着越来越重要的角色，电子对抗是“矛”与“盾”的关系，干扰方是“矛”，是进攻方，被干扰的通信接收装备方是“盾”，是防御方。目前对干扰效果的评估，常通过“盾”来评估“矛”的作战效能。文章提出了一种自适应信号消扰技术，通过对强信号采用信号数字域分离、模拟域抵消的方法，提高干扰方接收装备的动态范围，使干扰方接收装备在己方干扰的同时实时监测敌方用频情况，进而对干扰效果进行有效评估。

总体方案

在现代电子对抗战场上。为了保证自身安全，通信对抗装备一般部署在己方一侧，己近而敌远。在联合作战的背景下，干扰发射装备覆盖频段不但有敌军的通信、导航设备，己方的侦察接收装备也在其干扰覆盖范围之内，此时侦察接收装备接收到己方的干扰信号太强，常常导致己方的侦察设备被阻塞，无法对敌方通信信号进行有效接收并作出准确判断。为了解决这个难点所在，文章提出了自适应信号消扰技术，具体就是基于数字域信号分离、模拟域信号抵消思路，对己方强信号进行抵消，减弱己方信号到达己方侦察接收装备的射频信号强度，进而提高己方侦察接收装备的的整体瞬时动态范围。总体处理框图如图1所示。

具体实现方法

己方强信号抵消由超高速A/D转换、强信号检测、强信号提取、强信号幅度、延时调整、强信号抵消等部分组成，如图2所示。

接收天线接收到的信号经预选滤波器组进行目标频段提取，采用功分器把接收射频信号一分为二，分成信号固定延时支路1和强信号检测、分离、参数调整支路2。把两支路输出的信号通过和路器相加，以达到抵消己方强信号的目的。为了实现更好的抵消效果，可以采用多个强信号抵消处理单元串行级连的方式进行处理。

信号检测

信号检测是整个己方强信号抵消单元的基础，特别是强信号存在性检测，因为己方强信号的频率、制式也是未知的，所以也属于盲信号检测的范畴，盲信号检测也就是在信号或者目标信号信息完全未知的情况下，对接收信号进行处理，对目标信号做出是否存在的判决。强信号检测框图如图3所示。

噪声基底估计

常用的噪声基底估计方法是在切断输入信号的情况下测量接收装备的噪声基底。然而，接收机前端噪声基底的频谱特性会随着器件老化、外部温度和湿度、信号环境、器件工作参数(如自动增益控制)等因素的变化而变化，并且测量工作繁琐反复。所以我们拟采用形态学滤波方法估计起伏的噪声基底并修正，最后根据修正频谱的噪声谱线的分布特征估计出自适应检测门限，并与修正频谱比较完成宽带接收信号的检测。

一般情况下，膨胀运算减小了信号的谷值，扩展了峰顶;而腐蚀运算减小了信号的峰值，加宽了谷域。开运算可以抑制信号的尖峰，闭运算可以抑制信号的波谷。开、闭运算所能滤除正、负脉冲的宽度取决于运算所使用的结构元素 的宽度M。如果信号中噪声脉冲的宽度不超过所选结构元素的宽度，就可以被开、闭运算所去除。所以直接形态学开运算也可以完成噪声基底的估计，但是存在较宽信号时需要较大的结构元素，实际计算量较大。为节约运算资源和运算时间，先对频谱数据进行分段最小值抽取，对抽取序列选用较小的结构元素进行形态学开运算，然后再进行插值得到噪声基底估计值。

图4通过图形描述给出了对30点谱线数据用形态学方法估计噪声基底的处理过程。按每3点均匀划分为一个分段，用图中的虚线分开。开运算结构元素为1X2。

频谱数据分段后会出现两种情况：一是段内谱线只有一部分是信号谱线(如图4(a)的分段3、4、7、9)或全部是噪声谱线(如图4(a)的分段1、2、5、6、10)，这时该段的最小值反映了该段的噪声基底值。二是段内谱线全部为信号谱线(如图4(a)的分段8)，段内的最小值反映了信号的频谱幅度，在最小值抽取序列中表现为突出的尖峰(如图4(b))。将最小值抽取序列作为二值图像，通过形态学开运算消除尖峰(图4(b))，作为各段噪声基底的估计值。插值后的噪声基底估计值如图4(c)所示。

由式(4)可知，求各段的最小值等价于用等于分段长度的结构元素对分段数据做一次腐蚀运算。在对腐蚀运算选择结构元素(1*M)即确定分段长度M时，主要考虑将分段内的噪声起伏控制在一定的范围(如小于1dB)。

开运算结构元素为线性结构元素