JTIDS信号阵列高分辨测向仿真

JTIDS信号阵列高分辨测向仿真文章编号: 1001- 893X( 2012) 07- 1206- 04 JTIDS信号阵列高分辨测向仿真X 刘鹏1,吴宏超1,郭全2 ( 1.空军航空大学信息对抗系, 长春 130022; 2.空军航空大学仿真技术研究所,长春 130022) 摘要:提出了一种对 JTIDS信号的高精度测向方法。首先详细分析了 JTIDS信号的传输特点,利用 Matlab生成的 JTIDS信号, 然后依据空间谱估计中MUSIC测向算法的特点,将接收到的 JTIDS信号按照脉冲分段,对单个脉冲所携带的数据进...

文章编号: 1001- 893X( 2012) 07- 1206- 04 JTIDS信号阵列高分辨测向仿真X 刘鹏1,吴宏超1,郭全2 ( 1.空军航空大学信息对抗系, 长春 130022; 2.空军航空大学仿真技术研究所,长春 130022) 摘要:提出了一种对 JTIDS信号的高精度测向方法。首先详细分析了 JTIDS信号的传输特点,利用 Matlab生成的 JTIDS信号, 然后依据空间谱估计中MUSIC测向算法的特点,将接收到的 JTIDS信号按照脉冲分段,对单个脉冲所携带的数据进行处理, 最后通过仿真得到不同信噪比环境下多个 JTIDS 信号方位角和俯仰角的估计精度, 验证了该方法的有效性。关键词: JTIDS信号;阵列处理;空间谱估计; MUSIC算法;测向; DoA估计中图分类号: TN82;TN97 文献标志码: A doi: 10. 3969/ j. issn. 1001- 893x. 2012. 07. 033 Simulation of Array High Resolution DoA Estimation of JTIDS Signals LIU Peng 1 , WUHong-chao 1 , GUO Quan 2 ( 1. Information Countermeasure Department ,Aviation University of Air Force, Changchun 130022, China; 2. Institute of Simulation Technology, Aviation University of Air Force, Changchun 130022, China) Abstract:A high precisionmethod for DoA(Direction of Arrival) estimation of JTIDS is proposed. The JTIDS signal is generated by Matlab through analysing the transmission characters. Based on the character of MUSIC arithmetic in spat ial spectrum est imation, the received JTIDS signal is cut in term of pulse into subsection, and the information in the single pulse is processed. Finally, estimation precision of azimuth and pitching angle of mult-i JTIDS signal at di-f ferent signa-l to-noise ratio is obtained by simulation, and the results validate the effectiveness of this method. Key words:JTIDS signal; array processing; spatial spectrum estimation;MUSIC arithmetic; direction finding;DoA estimation 1 引言 JTIDS ( Joint Tactical Information Distribution Sys- tem)是美军 Link16数据链的终端, 采用高跳频、扩频、纠错编码等多种抗干扰技术。由于其在近些年几场局部战争中所体现出的高效整合战场资源和共享信息的能力, 多个国家和地区也已先后从美军购进该终端并已装配部分作战平台, 使得对 JTIDS 信号侦察和干扰的研究显得尤为迫切。目前,国内少有详细针对 JTIDS信号测向方面的文献与资料。2008年,中国电子科技集团公司第三十六研究所的郭细平工程师提出了采用干涉仪体制对 JTIDS信号进行测向[ 1] ,在信噪比大于 5 dB 时测向精度基本稳定在 2b以内。然而,多种抗干扰技术使得 JTIDS 信号经常工作在负信噪比环境下, 而且该方法方位分辨率不高,所以显然无法达到实侦要求。近些年来, 空间谱估计技术得到了广泛应用和发展, 其在测向领域的优势也在很多文献中得以论证和体现。本文将利用空间谱估计技术实现对 JTIDS 信号的高精度测向。 2 JTIDS信号模型 JTIDS信号产生、处理和发射过程如图 1所示。 CCSK软扩频带来的扩频增益为 10 lg( 32/ 5) dB。载频在频段 969 ~ 1 008MHz、1 053 ~ 1 065MHz和 1 113~ 1 206 MHz 3 个子频段之间伪随机选择, 共 51个频点, 相邻两跳载频间隔30 MHz以上[ 2]。最后信号MSK调制后经全向天线发射。 #1206# 第 52 卷第 7期 2012 年 7 月电讯技术 Telecommunication Engineering Vol. 52 No. 7 July . 2012 X 收稿日期: 2011- 08- 29; 修回日期: 2012- 03- 07 图 1 JTIDS 信号发射流程框图 Fig. 1 Transmitting flow chart of JTIDS 其数学模型可以表示为[ 3] sk( t ) = cos 函数 , cos 设计论证提供了理论依据。目前, 对于通信中高速跳频电台的测向依然还存在很多困难, 在现实侦收环境中还要依赖 JTIDS 信号检测性能、硬件处理速度和设备兼容情况等其他条件, 这也是下一步研究工作的重点所在。参考文献: [ 1] 郭细平. 一种 JTIDS 信号测向新方法 [ J] . 通信对抗, 2008( 2) : 19- 21. GUO Xi- ping . A new direction finding method for JT IDS [ J] . Communication Countermeasures, 2008 ( 2) : 19 - 21. ( in Chinese) [ 2] Wilson W J. Communication for Network- Centric Opera- tions: Creating the Information Force [ C] / / Proceedings of 2001 IEEE Military Communication Conference. Tysons Cor- ner, McLean, Virginia, USA: IEEE, 2001: 1- 7. [ 3] Chi- Han Kao. Performance Analysis of a JT IDS/ Link- 16 - type Waveform Transmitted over Slow, Flat Nakagami Fad- ing Channels in The Presence of Narrowband Interference [ D] . Monterey, California: Naval Postgraduate School, 2008. [ 4] 王永良, 陈辉, 彭应宁, 等. 空间谱估计理论与算法 [ M] . 北京:清华大学出版社 , 2004. WANG Yong- liang, CHEN Hui, PENG Ying- ning, et al. Theory and arithmetic of spatial spectrum estimation[ M ] . Beijing: Tsinghua University Press, 2004. ( in Chinese) [ 5] 黄可生. 宽带信号阵列高分辨处理技术研究[ D] . 长沙: 国防科学技术大学, 2005: 9- 10. HUANG Ke- sheng. Research on high resolution processing of wideband array signal[ D] . Changsha: National University of Defense Technology Press, 2005: 9- 10. ( in Chinese) 作者简介: 刘鹏( 1982 ) ) , 男, 辽宁丹东人, 2008 年获硕士学位, 现为讲师, 主要从事通信对抗方面的研究; LIU Peng was born in Dandong , Liaoning Province, in 1982. He received the M. S. degree in 2008.He is now a lecturer. His re- search concerns communication countermeasure technology. Email: m- zixu- j@ 163. com 吴宏超( 1982) ) , 男,黑龙江哈尔滨人, 2008 年获硕士学位, 现为讲师,主要从事电子对抗侦察方面的研究 ; WU Hong- chao was born in Harbin, Heilongjiang Province, in 1982. He received the M . S. degree in 2008. He is now a lec- turer. His research concerns electronic countermeasure reconnais- sance technology. 郭全( 1982 ) ) , 男, 山西大同人, 2008 年获硕士学位, 现为讲师, 主要从事军事仿真技术研究。 GUO Quan was born in Datong , Shanxi Province, in 1982. He received the M. S. degree in 2008. He is now a lecturer. His re- search concerns military simulation technology . #1209# 第 52卷刘鹏等: JTIDS信号阵列高分辨测向仿真第 7 期

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