伪码调相引信实验干扰源系统关键技术及工程应用研究
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摘要
伪码调相引信在舰空导弹和地空导弹中有广泛地应用，因此有必要对此类引信的干扰进行研究。本文主要研究伪码调相引信实验干扰源系统的工程应用，研究目的在于为实验室研究该引信的干扰与抗干扰技术提供实验平台，研制出针对伪码调相引信的无线电引信干扰机，从而满足军事装备发展的要求，具有广泛的军事应用前景。本文是国防科工委某研究项目的重要组成部分，围绕伪码调相引信实验干扰源系统的工程实现，主要开展了以下几项关键技术的研究。
(1) 提出了伪码调相引信实验干扰源系统方案，包括干扰源系统的干扰样式、接收机灵敏度和干扰功率的大小。针对伪码调相引信，研究了欺骗性干扰和压制性干扰的干扰机理。
(2) 研究了伪码调相引信信号的解调技术。接收机首先搜索、捕捉伪码调相引信信号，用扫频振荡源把它下变频到一个固定中频。再利用Costas环进行相干解调，获得解调输出(伪码序列)后，给出锁定信号，送至扫频控制电路，使扫频振荡器停止扫描，锁定振荡频率，该频率供后续调制电路使用。
(3) 硬件上实现了伪码调相引信欺骗性干扰。重点解决了伪码序列的识别和重构、干扰波形的调制发射等关键部件的实现原理和硬件实现。分析了欺骗性干扰的实时性和有效性。
(4) 硬件上实现了伪码调相引信窄带压制性干扰。重点解决了伪码频率的识别及同频率时钟信号的产生、伪噪声源的产生、干扰波形的调制发射等关键部件的实现原理和硬件实现。
(5) 硬件上实现了伪码调相引信瞄准式噪声调频干扰。重点解决了低频噪声源的产生和锁相环噪声调频电路等关键部件的工作原理和硬件实现。
(6) 完成了伪码调相引信实验干扰源系统的设计和研制工作。整个系统进行了外场实验，达到了预期的干扰效果，并顺利通过相关部门的鉴定。
Pseudo-random code phase-modulation ( PRCPM ) fuze is applied widely in aeronautical missile and SAM, so how to jam this fuze is very necessary to study. The engineering application of experimental jamming source system for PRCPM fuze is mostly studied in the paper. The aim of research is to provide experimental platform for studying jamming and anti-jamming techniques of the fuze in the laboratory, develop radio fuze jammer for PRCPM fuze and meet the development requirement of military equipment. So it has the widely martial application prospect. This dissertation is an important part of certain national defense project. And some key techniques of the system of experimental jamming source for PRCPM fuze are studied.
(1) The system scheme of experimental jamming source for PRCPM fuze is put forward. It includes mainly that jamming mode, receiver sensitivity and jamming power of experimental jamming source. The jamming principle of deception jamming and suppressing jamming for PRCPM fuze is studied.
(2) The demodulation technique of PRCPM fuze signal is studied. Firstly, jamming receiver searches and catches PRCPM fuze signal. A fixed intermediate frequency signal is obtained by swept oscillator signal mixing with carrier frequency of PRCPM fuze signal. Then the fixed intermediate frequency signal is demodulated by use of Costas loop. The locked indication module outputs the locked signal when pseudo-random code sequence is obtained. The locked signal is then sent into frequency controlling circuit, which makes the swept oscillator stop sweeping and locks the frequency of oscillator, which is used by modulation circuit.
(3) The hardware circuits of deception jamming for PRCPM fuze are implemented. The working principles and hardware implementation of the important parts are resolved. These include mainly recognition and reconstruction of pseudo-random code sequence, modulation and transmission of jamming waveform and so on. Finally, the real-time and effective performances of the whole system are analyzed.
(4) The hardware circuits of narrowband suppressing jamming for PRCPM fuze are implemented. The working principles and hardware implementation of key circuits of the scheme are resolved. The circuits include mainly recognition of demodulated code, the generation of the same frequency clock and pseudo noise, modulation and transmission of jamming waveform and so on.
(5) The hardware circuits of spot and noise FM jamming for PRCPM fuze are
(1) 提出了伪码调相引信实验干扰源系统方案，包括干扰源系统的干扰样式、接收机灵敏度和干扰功率的大小。针对伪码调相引信，研究了欺骗性干扰和压制性干扰的干扰机理。
(2) 研究了伪码调相引信信号的解调技术。接收机首先搜索、捕捉伪码调相引信信号，用扫频振荡源把它下变频到一个固定中频。再利用Costas环进行相干解调，获得解调输出(伪码序列)后，给出锁定信号，送至扫频控制电路，使扫频振荡器停止扫描，锁定振荡频率，该频率供后续调制电路使用。
(3) 硬件上实现了伪码调相引信欺骗性干扰。重点解决了伪码序列的识别和重构、干扰波形的调制发射等关键部件的实现原理和硬件实现。分析了欺骗性干扰的实时性和有效性。
(4) 硬件上实现了伪码调相引信窄带压制性干扰。重点解决了伪码频率的识别及同频率时钟信号的产生、伪噪声源的产生、干扰波形的调制发射等关键部件的实现原理和硬件实现。
(5) 硬件上实现了伪码调相引信瞄准式噪声调频干扰。重点解决了低频噪声源的产生和锁相环噪声调频电路等关键部件的工作原理和硬件实现。
(6) 完成了伪码调相引信实验干扰源系统的设计和研制工作。整个系统进行了外场实验，达到了预期的干扰效果，并顺利通过相关部门的鉴定。
Pseudo-random code phase-modulation ( PRCPM ) fuze is applied widely in aeronautical missile and SAM, so how to jam this fuze is very necessary to study. The engineering application of experimental jamming source system for PRCPM fuze is mostly studied in the paper. The aim of research is to provide experimental platform for studying jamming and anti-jamming techniques of the fuze in the laboratory, develop radio fuze jammer for PRCPM fuze and meet the development requirement of military equipment. So it has the widely martial application prospect. This dissertation is an important part of certain national defense project. And some key techniques of the system of experimental jamming source for PRCPM fuze are studied.
(1) The system scheme of experimental jamming source for PRCPM fuze is put forward. It includes mainly that jamming mode, receiver sensitivity and jamming power of experimental jamming source. The jamming principle of deception jamming and suppressing jamming for PRCPM fuze is studied.
(2) The demodulation technique of PRCPM fuze signal is studied. Firstly, jamming receiver searches and catches PRCPM fuze signal. A fixed intermediate frequency signal is obtained by swept oscillator signal mixing with carrier frequency of PRCPM fuze signal. Then the fixed intermediate frequency signal is demodulated by use of Costas loop. The locked indication module outputs the locked signal when pseudo-random code sequence is obtained. The locked signal is then sent into frequency controlling circuit, which makes the swept oscillator stop sweeping and locks the frequency of oscillator, which is used by modulation circuit.
(3) The hardware circuits of deception jamming for PRCPM fuze are implemented. The working principles and hardware implementation of the important parts are resolved. These include mainly recognition and reconstruction of pseudo-random code sequence, modulation and transmission of jamming waveform and so on. Finally, the real-time and effective performances of the whole system are analyzed.
(4) The hardware circuits of narrowband suppressing jamming for PRCPM fuze are implemented. The working principles and hardware implementation of key circuits of the scheme are resolved. The circuits include mainly recognition of demodulated code, the generation of the same frequency clock and pseudo noise, modulation and transmission of jamming waveform and so on.
(5) The hardware circuits of spot and noise FM jamming for PRCPM fuze are
引文
1 臧立君，李兴国．无线电引信电路设计原理．第1版．北京：兵器工业部教材编审室，1986
2 张清泰．无线电引信总体设计原理．第1版．北京：国防工业出版社，1985
3 杜汉卿．无线电引信抗干扰原理．第1版．北京：兵器工业出版社，1988
4 崔占忠，宋世和．近感引信原理．第1版．北京：北京理工大学出版社，1997
5 余叔涵．无线电引信原理．第1版．北京：国防工业出版社，1982
6 BG John P.Geis. Armament/Ammunition developments at AACOM-ARDEC: Future challenges and opportunities in fuzing. 43rd Annual Fuze Conference and Munitions Technology Symposium Ⅵ(USA). 1999
7 Mr. Bruce Wallace. Fuzing perspectives. 48th Annual Fuze Conference(USA). 2004
8 赵惠昌．典型无线电引信干扰与抗干扰技术．“十五”预研项目论证报告．2001
9 刘己斌．伪码体制引信抗干扰理论研究[博士论文]．南京：南京理工大学，2004
10 44th Annual Fuze Conference(USA). 2000
11 45th Annual Fuze Conference(USA). 2001
12 46th Annual Fuze Conference(USA). 2002
13 47th Annual Fuze Conference(USA). 2003
14 48th Annual Fuze Conference(USA). 2004
15 黄光明．伪码体制引信信号特征参数提取及干扰技术研究[博士论文]．南京：南京理工大学，2005
16 Fishbein,Rittenbach. Continuous wave correlation radar system. USP4078234. 1978
17 White. Correlation arrangements. USP4209785. 1980
18 Goss,Ito,Josephson. Target detection device. USP4236157. 1980
19 Barbella, Wagner. Radar fuze system. USP4599616. 1986
20 Magorian. Dual gate target detecting device (TDD). USP5218164. 1993
21 Ivanov, Driscoll, Linnehan, Crawford, Chinchillo, Goldberg. Directional warhead fuze. USP5359934. 1994
22 Koehler, Willis. Method and apparatus for improved auto-correlation and range correlation in pseudo-random noise coded systems. USP54971601996
23 Willis, Koehler. Method and apparatus for controlling a biphase modulation to improve autocorrelation in pseudo-random noise coded systems. USP5656627. 1997
24 Bruce, Malstrom. Radar system and method of operating same. USP5734389. 1998
25 张居正．伪随机码调相引信原理与设计．制导与引信．2003(3)：1-7
26 王李军．伪码定距及数字相关技术研究[硕士论文]．南京：南京理工大学，2002
27 孙巍．伪码调相引信干扰源中调制解调技术的研究[硕士论文]．南京：南京理工大学，2004
28 王浩．伪随机码引信干扰机中频率合成技术的研究[硕士论文]．南京：南京理工大学，2004
29 刘己斌，赵惠昌，谢武涛．小波去噪在伪码定距中的应用．南京理工大学学报．2003(4)：376-380
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32 洪嘉祥．伪随机码调相与正弦调频复合引信．南京理工大学学报．1994(4)：56-60
33 李兴熔．对m序列调相与正弦调频复合调制连续波雷达信号的认识．江南航天科技．1996(2)：7-10
34 胡泽宾，赵惠昌，涂有超．伪随机码调相与正弦调频复合引信．弹箭与制导学报．2004(3)：189-192
35 朱晓华，王建新，刘中，是湘全．随机脉位调制和随机二相码调相复合体制雷达引信．兵工学报．2002(4)：489-492
36 朱晓华．脉位调制脉冲串雷达信号理论与应用研究[博士论文]．南京：南京理工大学，2002
37 刘己斌，赵惠昌．PPM伪随机码及其应用．现代雷达．2004(2)：23-26
38 胡泽宾，赵惠昌，孙巍．伪码调相与正弦调幅复合调制引信．电子与信息学报．2005(8)：1237-1239
39 刘己斌，赵惠昌，杨方．伪码调相与脉冲多普勒复合引信的抗噪声性能分析，探测与控制学报．2003(3)：44-47
40 刘己斌，赵惠昌．伪码调相与PAM复合测距系统研究．宇航学报．2004(2)：152-157
41 Liu Jibin, Lu Jianwei, Xiong Gang, Zhao Huichang. Design, analysis and applications of PAMPN code and PPM-PN code. ICMMT'04.C7.4
42 刘己斌，赵惠昌，杨方．几种伪码体制引信的抗侦察性能分析．弹道学报．2004(2)：47-53
43 刘己斌，赵惠昌，路建伟．几种伪码体制引信的抗噪声性能分析．兵工学报．2005(1)：20-24
44 J.A.Boyd,D.B.Harris,D.D.King, H.W.Welgh. Electronic Countermeasures. Califoralia: Peninsula Publishing, 1978
45 Countermeasures against radio proximity fuzes for rotated projectiles. OSRD div4-264-M1. 1946
46 Repeater jamming of proximity fuzes. OSRD div 15-262-M2. 1996
47 Probability calculations on chaff clouds protecting against MC382 fuzes. OSRD div15-24-M7. 1945
48 韩传钊．无线电引信干扰机理研究[博士论文]．北京：北京理工大学，1999
49 J.Knowles. U.S.army deploys artillery ECM to Bosnia. JED. 1996, March,Vol 19
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56 林可祥，汪一飞．伪随机码的原理与应用．第1版．北京：人民邮电出版社，1978
57 沈允春．扩谱技术．第1版．北京：国防工业出版社，1995
58 张玉(?)．近炸引信设计原理．第1版．北京：北京理工大学出版社，1996
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2 张清泰．无线电引信总体设计原理．第1版．北京：国防工业出版社，1985
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6 BG John P.Geis. Armament/Ammunition developments at AACOM-ARDEC: Future challenges and opportunities in fuzing. 43rd Annual Fuze Conference and Munitions Technology Symposium Ⅵ(USA). 1999
7 Mr. Bruce Wallace. Fuzing perspectives. 48th Annual Fuze Conference(USA). 2004
8 赵惠昌．典型无线电引信干扰与抗干扰技术．“十五”预研项目论证报告．2001
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22 Koehler, Willis. Method and apparatus for improved auto-correlation and range correlation in pseudo-random noise coded systems. USP54971601996
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24 Bruce, Malstrom. Radar system and method of operating same. USP5734389. 1998
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36 朱晓华．脉位调制脉冲串雷达信号理论与应用研究[博士论文]．南京：南京理工大学，2002
37 刘己斌，赵惠昌．PPM伪随机码及其应用．现代雷达．2004(2)：23-26
38 胡泽宾，赵惠昌，孙巍．伪码调相与正弦调幅复合调制引信．电子与信息学报．2005(8)：1237-1239
39 刘己斌，赵惠昌，杨方．伪码调相与脉冲多普勒复合引信的抗噪声性能分析，探测与控制学报．2003(3)：44-47
40 刘己斌，赵惠昌．伪码调相与PAM复合测距系统研究．宇航学报．2004(2)：152-157
41 Liu Jibin, Lu Jianwei, Xiong Gang, Zhao Huichang. Design, analysis and applications of PAMPN code and PPM-PN code. ICMMT'04.C7.4
42 刘己斌，赵惠昌，杨方．几种伪码体制引信的抗侦察性能分析．弹道学报．2004(2)：47-53
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45 Countermeasures against radio proximity fuzes for rotated projectiles. OSRD div4-264-M1. 1946
46 Repeater jamming of proximity fuzes. OSRD div 15-262-M2. 1996
47 Probability calculations on chaff clouds protecting against MC382 fuzes. OSRD div15-24-M7. 1945
48 韩传钊．无线电引信干扰机理研究[博士论文]．北京：北京理工大学，1999
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57 沈允春．扩谱技术．第1版．北京：国防工业出版社，1995
58 张玉(?)．近炸引信设计原理．第1版．北京：北京理工大学出版社，1996
59 张直中．雷达信号的选择与处理．第1版．北京：国防工业出版社，1979
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