嵌入式多模式干扰机信号产生的研究与实现

摘要:“决策模块”接收到天线从自由空间接收到的无线电信号后进行信号时延转发干扰、本地产生信号干扰方式选择，同时为功放提供增益控制调节干扰信号的功率。文章针对设计的军事无线通信智能干扰机结构，介绍了该干扰机各模块的功能、作用，研究了“多模式信号数字实现单元”的FPGA实现。

关键词:智能多模式干扰机；多模式；FPGA

中图分类号:TP311　文献标识码:A　文章编号:1009-2374(2011)24-0023-02

一、无线通信对抗中多模式干扰机结构

“决策模块”接收到天线从自由空间接收到的无线电信号后进行信号时延转发干扰、本地产生信号干扰方式选择，同时为功放提供增益控制调节干扰信号的功率。“信号感知与分析”对“决策模块”接收到的无线电信号的调制方式、通信频率等信号特征作进一步分析，并将提取到的干扰对象的信号特征参数传递到“干扰模式选择控制单元”进行决策，选择干扰信号模式、确定相应的干扰参数，并用这些参数对“多模式信号数字实现单元”进行控制，产生高效的离散干扰信号，包括单频干扰、梳状干扰、扫频干扰、宽带干扰、脉冲干扰；离散干扰信号通过DA转换器转换到中频模拟信号，再经过上变频、功率放大，从天线发射出去，实现对敌通信的有效干扰。本文主要针对以上结构中“多模式信号数字实现单元”各种干扰信号的FPGA实现进行重点研究。

二、智能多模式干扰机中多模式信号发生器实现

首先明确所要实现五类数字离散信号模块的输入、输出，由于用FPGA实现复杂运算十分困难，所以采用基于查找表的方法实现各种离散信号。实现过程中遇到两个主要问题需要解决:查找表的建立、读表地址的产生，其中如何产生读表地址是核心和难点。

(一)数字扫频干扰信号的实现

扫频干扰信号中低频实现采用FPGA数字直接频率合成(DDS)方法:

中频扫频模拟信号经抽样形式为:

片提供的时钟周期；n为抽样时刻；T为扫频周期；

采用对均匀分布的随机数进行白化处理的方法可得到高斯伪随机序列，在本文中采用Box-Muller变换的方法实现。

1.建立正余弦表和自然对数方根数值表。为了减少运算量，便于FPGA硬件实现用查找表的方法完成Box-Muller变换，需要建立余弦表和自然对数方根数值表。

2.用混合同余算法产生两对(0，1)上均匀分布随机序列。

式中x0。为随机数产生器种子；a(0≤a

增量c与m互质；

a-1是p的倍数，p表示模数m的任意一个素数因子

如果m是4的倍数，则a-1是4的倍数；

经试验统计，当参数选择a=314159269,c=453806245,m=223或a=515，c=l,m=235时用混合同余发所产生的均匀随机数性能良好。

3.产生高斯分布的随机序列。在(O，1)上独立的服从均匀分布的两个随机序列ε1、ε2经过BoxMullet变换，可产生服从N(0，1)的高斯随机序列，算法如下:

针对该参数生成余弦表和自然对数方根数值表。

将两路(O，1)均匀分布数按照一定规则转换作地址读取余弦表和自然对数方根数值表数值，完成Box-Mullet变换，最终可得到高斯伪随机序列。

4.Matlab仿真结果。通过Matlab对文中提到的算法进行仿真，得到高斯噪声的概率密度及其频谱分布情况，如图所示，符合宽带噪声的特性。

由于单频干扰信号可以看作扫频干扰信号参数f1=f1时的特殊情况；梳状干扰信号又可以由不同频率的单频干扰信号叠加得到；脉冲信号可以由电子键控制连续信号发送实现。以上三种干扰信号均可对扫频干扰信号或宽带干扰信号进行适当变化处理得到，不在此进行赘述。

三、结语

本文提供的干扰信号实现方法简单，资源占用少，移植性好，调整灵活，是智能干扰机实现的部分准备工作，也是进行干扰测试的有力帮手；文中设计的智能干扰机还处于理论研究阶段，离具体实现还有很多难题需要解决，比如:信号特征分析、提取，模式选择控制等。

参考文献

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