自混頻技術(shù)及其在電子對(duì)抗中的應(yīng)用分析

羅冰

摘 要：通過對(duì)目前電子戰(zhàn)接收機(jī)需求分析，回顧晶體檢波視頻接收機(jī)和超外差接收機(jī)的部分優(yōu)缺點(diǎn)，推薦一種自混頻技術(shù)。最后討論了幾種形式的自混頻接收機(jī)結(jié)構(gòu)形式、信號(hào)特征及可能的應(yīng)用方向。

關(guān)鍵詞：自混頻；接收機(jī)；應(yīng)用

引言

接收機(jī)是電子戰(zhàn)系統(tǒng)中的必要組成部分。其種類繁多、特性各異，因而用途也各不相同。作為接收機(jī)的一種，電子戰(zhàn)接收機(jī)與其他接收機(jī)的基本要求是類似的，比如：動(dòng)態(tài)、靈敏度、帶寬等基本指標(biāo)是不可或缺的；作為電子戰(zhàn)應(yīng)用的接收機(jī)卻有著特別的需求，比如：頻域、空域、時(shí)域需要寬開，必須能夠滿足截獲概率的基本要求，因?yàn)殡娮討?zhàn)接收機(jī)是以假設(shè)不知道被測(cè)信號(hào)的頻率、方位、時(shí)間為前提而設(shè)計(jì)的。

寬開式設(shè)計(jì)使得電子戰(zhàn)接收機(jī)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，帶來諸多需求上的矛盾。譬如，寬開將使靈敏度下降，寬開將不利于高密度信號(hào)環(huán)境下的信噪比提高，寬開將帶來器件供應(yīng)上的難度等等。目前解決問題的方法就是在一個(gè)輸入條件下并行使用多種體制的接收機(jī)，調(diào)和電子戰(zhàn)應(yīng)用條件下截獲概率與靈敏度、精細(xì)度等威力指標(biāo)的矛盾。就目前來說，信道化與數(shù)字接收機(jī)是普遍認(rèn)同的先進(jìn)體制電子戰(zhàn)接收機(jī)，特別是兩者的結(jié)合使得諸多矛盾得到緩解，但這兩種接收技術(shù)代價(jià)較高，并且仍有許多使用上的不足，需要折衷[1][2]。這就為諸多優(yōu)點(diǎn)并不特別突出的各種體制接收技術(shù)預(yù)留了生存空間，仍然有討論的必要和應(yīng)用上的需求。

自混頻接收技術(shù)就是一種頗有特點(diǎn)的接收技術(shù)，與超外差接收、檢波視頻接收技術(shù)關(guān)聯(lián)度較大，它兼有兩種接收機(jī)的某些優(yōu)點(diǎn)，值得研究。

1 原理簡(jiǎn)析

1.1 超外差與視頻檢波接收

晶體視頻檢波接收機(jī)是目前使用的最簡(jiǎn)單的一類接收機(jī)，基本組成是二極管檢波器和視頻放大器。這種接收機(jī)是一種從原理和實(shí)踐上都簡(jiǎn)單易行的寬開式接收機(jī)，只有器件機(jī)理上的限制，帶寬往往由系統(tǒng)的帶通濾波器決定，以保證一定的靈敏度（見圖1）。

圖1 典型結(jié)構(gòu)晶體視頻接收機(jī)

檢波器是一個(gè)幅度解調(diào)器。大信號(hào)條件下是線性檢波，小信號(hào)條件下為平方律檢波，對(duì)于大多數(shù)接收條件下的檢波信號(hào)都能滿足平方律檢波條件。

Smax=-114dBm+NPA+10log10（Bc）+SNRRQD （1）

其中：Smax，具有最佳前置放大器增益的靈敏度（dBm）；NPA，前置放大器噪聲系數(shù)（dB）；BC，為有效帶寬（MHz），且它與接收帶寬（Br）和視頻帶寬（BV）相關(guān)聯(lián)；SNRRQD，檢測(cè)所需信號(hào)噪比（dB）。

目前晶體視頻接收機(jī)靈敏度的有效經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)是-40～-45dBm；對(duì)于典型結(jié)構(gòu)的晶體視頻接收機(jī)采用自動(dòng)處理輸出，通過前置放大的最終靈敏度可以改善到-65～-70dBm的范圍。這種靈敏度接收機(jī)比較適合截獲速度要求高、威力距離較近，或者高密度信號(hào)環(huán)境下對(duì)功率信號(hào)的自然稀釋情況，對(duì)于較高精度的應(yīng)用場(chǎng)合顯然不太適用。

超外差接收機(jī)則是目前多數(shù)高靈敏度接收機(jī)采用的常見形式，如圖2所示。通過一次（以至二次或二次以上）混頻、放大補(bǔ)償、濾波，超外差接收機(jī)形式具有較高的頻率選擇能力，抗干擾性能極好。通過調(diào)節(jié)預(yù)選器和中頻帶寬，可以達(dá)到較高的接收靈敏度，也可以達(dá)到一定程度的瞬時(shí)頻率覆蓋。

對(duì)于寬帶或超寬帶應(yīng)用，這個(gè)系統(tǒng)的窄帶實(shí)現(xiàn)需要復(fù)雜的密集頻綜器，價(jià)格比較昂貴。超外差接收機(jī)一般用于窄帶電子系統(tǒng)中，也可以附加在寬帶系統(tǒng)中完成復(fù)雜、高精度的任務(wù)，如：信號(hào)參數(shù)分析、高靈敏度接收等等。

超外差接收機(jī)靈敏度核算公式與晶體視頻接收機(jī)類似（參見公式1），在許多窄帶應(yīng)用中，它能夠獲得的靈敏度往往接近理論上的極限。

超外差接收機(jī)賴以獲得高靈敏度的優(yōu)勢(shì)在于窄帶變頻、中放與濾波接收方式，這往往是以犧牲截收概率為代價(jià)的。在陣列接收系統(tǒng)中其價(jià)格往往非?？捎^，對(duì)于超寬帶截獲系統(tǒng)來說其實(shí)現(xiàn)方式顯然很不經(jīng)濟(jì)。

1.2 自混頻接收原理與特點(diǎn)分析

有鑒于晶體視頻接收機(jī)截獲概率高而靈敏度低，超外差接收機(jī)靈敏度高而截獲能力低，再某些場(chǎng)合可以使用兼有兩種接收機(jī)部分優(yōu)點(diǎn)的接收技術(shù)，自混頻技術(shù)就是這樣一種。

圖3 單通道自混頻接收機(jī)示意框圖

自混頻方式基本實(shí)現(xiàn)原理如圖3所示，對(duì)此作一個(gè)簡(jiǎn)要分析：

假設(shè)A點(diǎn)輸入信號(hào)為Ae-j？棕t，LO1頻率為？棕L1（fL1），LO2頻率為？棕L2（fL2），通路上各節(jié)點(diǎn)的信號(hào)電壓滿足線性信號(hào)流程。

則B、C點(diǎn)信號(hào)分別為：Be-j？棕t+？漬2，Ce-j？棕t+？漬1，？漬1、？漬2為A、B路固有相移；

E、F點(diǎn)信號(hào)分別為：k2Be■，k1Ce■

IF（中頻）輸出信號(hào)為：kBCe■

從IF輸出信號(hào)可以發(fā)現(xiàn)，輸入信號(hào)頻率形式被抵消，這意味著系統(tǒng)可能獲得頻率無關(guān)的截獲特性。進(jìn)一步分析，如果f1、f2固定，那么系統(tǒng)將在IF輸出節(jié)點(diǎn)獲得某個(gè)固定中頻信號(hào)；如果f1=f2，那么系統(tǒng)將是一個(gè)檢波器，進(jìn)一步假設(shè)兩路相位平衡，系統(tǒng)等價(jià)于一個(gè)晶體檢波器；IF輸出帶寬由信號(hào)調(diào)幅帶寬決定，假如輸入是雷達(dá)信號(hào)，則IF信號(hào)帶寬多數(shù)2MHz左右。

進(jìn)一步分析雙路混頻帶來的噪聲系數(shù)損失，假如A點(diǎn)是等功率分配器，幾個(gè)混頻器工作在線性區(qū)，則信號(hào)損失只有3dB，也就是說雙路混頻帶來的噪聲系數(shù)損失只有3dB，系統(tǒng)將獲得類似結(jié)構(gòu)超外差接收機(jī)相當(dāng)?shù)撵`敏度特性，即這個(gè)系統(tǒng)將是高靈敏度接收機(jī)。

綜上所述，得出一個(gè)結(jié)論：自混頻接收機(jī)將是一個(gè)頻域?qū)捊孬@、高靈敏度檢波接收機(jī)，其動(dòng)態(tài)將有可突破常規(guī)晶體檢波接收機(jī)的水平，與外差接收機(jī)相當(dāng)，動(dòng)態(tài)范圍提高兩個(gè)數(shù)量級(jí)。

1.3 多通道形式

通過1.2節(jié)對(duì)單通道自混頻接收機(jī)的分析，了解了自混頻方式的基本特點(diǎn)，這對(duì)于工程應(yīng)用來說仍然不足。本節(jié)進(jìn)一步分析多通道特性。endprint

多通道結(jié)構(gòu)如圖4所示，假設(shè)1～n為正常接收通道，r為參考接收通道。以1、2通道為例，結(jié)合上節(jié)的分析方法，假設(shè)：1、2、r通道輸入信號(hào)分別為A1e■、A2e■、Are■，假設(shè)信號(hào)流程均滿足線性要求，則通道1、2各個(gè)節(jié)點(diǎn)信號(hào)如下：

圖4 多通道自混頻接收機(jī)示意框圖

第一混頻輸出：k1A1e■、k2A2e■、krAre■

第二混頻輸出（IF1、IF2）：kr1k1A1e■、kr2k2A2e■

進(jìn)行進(jìn)一步延伸使用，將IF1、IF2進(jìn)行混頻，則有輸出：kA2A1e■；若LO1、LO2頻率相等，則輸出為kA2A1e■，當(dāng)進(jìn)行限幅輸出時(shí)則可以理解為通道1、2之間的相位檢波器，由于采用超外差方式，且?guī)捴皇芙邮諑V波、調(diào)制帶寬限制，因而也具有高靈敏度特性。

2 應(yīng)用探討

通過上節(jié)的分析，自混頻技術(shù)可以有單通道、多通道使用方式，其超寬帶截獲特性的關(guān)鍵在于頻率信息對(duì)消，高靈敏度的特性獲得需要超外差方式保證。單通道使用，它是可以成為一個(gè)幅度檢波器，多通道使用可以成為一個(gè)具有某種對(duì)消性能的相位比較器，也就是干涉儀。本節(jié)就其可能的應(yīng)用作一個(gè)分析和討論。

傳統(tǒng)的RWR和ESM截獲與分析接收機(jī)大多基于晶體檢波放大和超外差方式實(shí)現(xiàn)，對(duì)于大功率、峰值敏感條件下的應(yīng)用都能獲得足夠的截獲概率、分析精度[3][4][5]。但雷達(dá)借助新的信號(hào)形式和相應(yīng)的處理方式，已經(jīng)可以獲得較高的信號(hào)處理增益，使得雷達(dá)可以打破與RWR、ESM系統(tǒng)之間多年來的一種相對(duì)平衡的狀態(tài)，出現(xiàn)LPI（低截獲概率）雷達(dá)與RWR、ESM的新較量。對(duì)于這類LPI雷達(dá)，截獲靈敏度可能需要-80dBm甚至更高，才能滿足實(shí)戰(zhàn)需要。比如：第四代戰(zhàn)機(jī)的雷達(dá)工作方式就往往是低峰值功率、單脈沖探測(cè)，低靈敏度的RWR、ESM很難截獲脈沖或則保證足夠分辨的脈沖數(shù)量，需要尋求高截獲概率、高靈敏度、形式簡(jiǎn)潔的新型接收技術(shù)。

目前機(jī)載RWR系統(tǒng)典型的接收技術(shù)實(shí)現(xiàn)采用多通道晶體檢波比幅測(cè)向和IFM組合完成，這種系統(tǒng)靈敏度較低，難以對(duì)付現(xiàn)代高威脅、LPI輻射源。將自混頻技術(shù)應(yīng)用于RWR系統(tǒng)，將能有效提高距離威力，其測(cè)向系統(tǒng)將因同等條件下信噪比提高而提高了精度。

在經(jīng)典高精度電子干涉儀測(cè)向系統(tǒng)中，往往是窄帶實(shí)現(xiàn)，在高速ESM系統(tǒng)中一般是被引導(dǎo)對(duì)象，原因在于干涉儀往往需要高信噪比才能實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)向，復(fù)雜環(huán)境下寬頻帶高速截獲處理能力會(huì)受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)。自混頻技術(shù)與干涉儀的實(shí)現(xiàn)方式類似，將自混頻技術(shù)應(yīng)用于干涉儀測(cè)向陣列，則測(cè)向和IFM可以在相同帶寬條件下同步完成，并且擁有較高的動(dòng)態(tài)范圍，這樣將使支援偵察系統(tǒng)的基本構(gòu)架產(chǎn)生變化，改變目前許多基于IFM引導(dǎo)機(jī)制的方式，從而可能引起支援偵察分析技術(shù)體制的新變化。

常見的信道化概念是在射頻或中頻段用一組帶寬較窄的濾波器組來實(shí)現(xiàn)。自混頻構(gòu)架則可通過合理安排每個(gè)自混頻對(duì)的LO間隔和中心頻率來接收不同的窄帶RF頻段信號(hào)，這些窄帶接收通道在中頻可以使用同一個(gè)中心頻率的濾波器，從而形成一個(gè)新的信道化構(gòu)架。

自混頻接收機(jī)本身就是一個(gè)對(duì)消結(jié)構(gòu)，當(dāng)一些可以預(yù)計(jì)存在的干擾信號(hào)無法消除時(shí)，可以將這種構(gòu)架應(yīng)用于連續(xù)波干擾[6]對(duì)消、鏡像信號(hào)消除[7]等，以便提高系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)能力。

3 結(jié)束語(yǔ)

正如干涉儀技術(shù)一樣，自混頻技術(shù)的啟發(fā)來自于光學(xué)干涉測(cè)量，自混頻技術(shù)在光電檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用較多[8]，從這個(gè)意義上說干涉儀測(cè)向、IFM接收機(jī)均是某種意義上的自混頻接收機(jī)。自混頻技術(shù)引入電子接收機(jī)拓寬了系統(tǒng)的截獲頻帶，其本質(zhì)可以理解為一種檢波技術(shù)，但妥善利用它能夠進(jìn)行幅度檢波，也能夠保留相位信息，比如方位～相位檢測(cè)器。

自混頻技術(shù)能夠保證理論上的頻率無關(guān)特性，也就是具備超寬帶潛力，原因在于自混頻的頻率對(duì)消原理。與電子偵察技術(shù)應(yīng)用中的其他體制接收機(jī)一樣仍然是得失對(duì)比顯著，失去頻率這一重要信息將需要其他手段來彌補(bǔ)，顯然它不是萬能的。另外，工程應(yīng)用告訴我們，過分追求超寬帶會(huì)帶來很多不必要的干擾，超寬帶、高靈敏度接收機(jī)在現(xiàn)代高密度信號(hào)環(huán)境條件下將會(huì)造成后處理的負(fù)擔(dān)而增加虛警。

如何有效的利用好自混頻這種體制接收技術(shù)需要進(jìn)一步在實(shí)踐中探索。

參考文獻(xiàn)

[1]胡來招.雷達(dá)偵察接收機(jī)設(shè)計(jì)[M].國(guó)防工業(yè)出版社，2000（1）.

[2]王燕.電子戰(zhàn)接收機(jī)[J].國(guó)際電子戰(zhàn)，2008.

[3]徐紹興.一種新的雷達(dá)告警設(shè)備（RWR）[J].電子對(duì)抗枝術(shù)，1997（4）.

[4]束坤，盛九朝.ESM系統(tǒng)與低截獲概率雷達(dá)之爭(zhēng)[J].艦船電子對(duì)抗，2005（6）.

[5]Stephen E. Linpsky，Microwave Passive Direction Finding，John Wiley & Sons，Inc.，1987.

[6]Sullivan， William B，Multipath blanking in shipboard IFM receivers ，Microwave Journal，Sep 1997.

[7]晉軍.零拍接收機(jī)[M].解放軍理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2000（8）.

[8]Silvano Donati， Michele Norgia，and Guido Giuliani ，Self-mixing differential vibrometer based on electronic channel subtraction，APPLIED OPTICS_Vol.45，No.28_10ctober2006.endprint

多通道結(jié)構(gòu)如圖4所示，假設(shè)1～n為正常接收通道，r為參考接收通道。以1、2通道為例，結(jié)合上節(jié)的分析方法，假設(shè)：1、2、r通道輸入信號(hào)分別為A1e■、A2e■、Are■，假設(shè)信號(hào)流程均滿足線性要求，則通道1、2各個(gè)節(jié)點(diǎn)信號(hào)如下：

圖4 多通道自混頻接收機(jī)示意框圖

第一混頻輸出：k1A1e■、k2A2e■、krAre■

第二混頻輸出（IF1、IF2）：kr1k1A1e■、kr2k2A2e■

進(jìn)行進(jìn)一步延伸使用，將IF1、IF2進(jìn)行混頻，則有輸出：kA2A1e■；若LO1、LO2頻率相等，則輸出為kA2A1e■，當(dāng)進(jìn)行限幅輸出時(shí)則可以理解為通道1、2之間的相位檢波器，由于采用超外差方式，且?guī)捴皇芙邮諑V波、調(diào)制帶寬限制，因而也具有高靈敏度特性。

2 應(yīng)用探討

通過上節(jié)的分析，自混頻技術(shù)可以有單通道、多通道使用方式，其超寬帶截獲特性的關(guān)鍵在于頻率信息對(duì)消，高靈敏度的特性獲得需要超外差方式保證。單通道使用，它是可以成為一個(gè)幅度檢波器，多通道使用可以成為一個(gè)具有某種對(duì)消性能的相位比較器，也就是干涉儀。本節(jié)就其可能的應(yīng)用作一個(gè)分析和討論。

傳統(tǒng)的RWR和ESM截獲與分析接收機(jī)大多基于晶體檢波放大和超外差方式實(shí)現(xiàn)，對(duì)于大功率、峰值敏感條件下的應(yīng)用都能獲得足夠的截獲概率、分析精度[3][4][5]。但雷達(dá)借助新的信號(hào)形式和相應(yīng)的處理方式，已經(jīng)可以獲得較高的信號(hào)處理增益，使得雷達(dá)可以打破與RWR、ESM系統(tǒng)之間多年來的一種相對(duì)平衡的狀態(tài)，出現(xiàn)LPI（低截獲概率）雷達(dá)與RWR、ESM的新較量。對(duì)于這類LPI雷達(dá)，截獲靈敏度可能需要-80dBm甚至更高，才能滿足實(shí)戰(zhàn)需要。比如：第四代戰(zhàn)機(jī)的雷達(dá)工作方式就往往是低峰值功率、單脈沖探測(cè)，低靈敏度的RWR、ESM很難截獲脈沖或則保證足夠分辨的脈沖數(shù)量，需要尋求高截獲概率、高靈敏度、形式簡(jiǎn)潔的新型接收技術(shù)。

目前機(jī)載RWR系統(tǒng)典型的接收技術(shù)實(shí)現(xiàn)采用多通道晶體檢波比幅測(cè)向和IFM組合完成，這種系統(tǒng)靈敏度較低，難以對(duì)付現(xiàn)代高威脅、LPI輻射源。將自混頻技術(shù)應(yīng)用于RWR系統(tǒng)，將能有效提高距離威力，其測(cè)向系統(tǒng)將因同等條件下信噪比提高而提高了精度。

在經(jīng)典高精度電子干涉儀測(cè)向系統(tǒng)中，往往是窄帶實(shí)現(xiàn)，在高速ESM系統(tǒng)中一般是被引導(dǎo)對(duì)象，原因在于干涉儀往往需要高信噪比才能實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)向，復(fù)雜環(huán)境下寬頻帶高速截獲處理能力會(huì)受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)。自混頻技術(shù)與干涉儀的實(shí)現(xiàn)方式類似，將自混頻技術(shù)應(yīng)用于干涉儀測(cè)向陣列，則測(cè)向和IFM可以在相同帶寬條件下同步完成，并且擁有較高的動(dòng)態(tài)范圍，這樣將使支援偵察系統(tǒng)的基本構(gòu)架產(chǎn)生變化，改變目前許多基于IFM引導(dǎo)機(jī)制的方式，從而可能引起支援偵察分析技術(shù)體制的新變化。

常見的信道化概念是在射頻或中頻段用一組帶寬較窄的濾波器組來實(shí)現(xiàn)。自混頻構(gòu)架則可通過合理安排每個(gè)自混頻對(duì)的LO間隔和中心頻率來接收不同的窄帶RF頻段信號(hào)，這些窄帶接收通道在中頻可以使用同一個(gè)中心頻率的濾波器，從而形成一個(gè)新的信道化構(gòu)架。

自混頻接收機(jī)本身就是一個(gè)對(duì)消結(jié)構(gòu)，當(dāng)一些可以預(yù)計(jì)存在的干擾信號(hào)無法消除時(shí)，可以將這種構(gòu)架應(yīng)用于連續(xù)波干擾[6]對(duì)消、鏡像信號(hào)消除[7]等，以便提高系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)能力。

3 結(jié)束語(yǔ)

正如干涉儀技術(shù)一樣，自混頻技術(shù)的啟發(fā)來自于光學(xué)干涉測(cè)量，自混頻技術(shù)在光電檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用較多[8]，從這個(gè)意義上說干涉儀測(cè)向、IFM接收機(jī)均是某種意義上的自混頻接收機(jī)。自混頻技術(shù)引入電子接收機(jī)拓寬了系統(tǒng)的截獲頻帶，其本質(zhì)可以理解為一種檢波技術(shù)，但妥善利用它能夠進(jìn)行幅度檢波，也能夠保留相位信息，比如方位～相位檢測(cè)器。

自混頻技術(shù)能夠保證理論上的頻率無關(guān)特性，也就是具備超寬帶潛力，原因在于自混頻的頻率對(duì)消原理。與電子偵察技術(shù)應(yīng)用中的其他體制接收機(jī)一樣仍然是得失對(duì)比顯著，失去頻率這一重要信息將需要其他手段來彌補(bǔ)，顯然它不是萬能的。另外，工程應(yīng)用告訴我們，過分追求超寬帶會(huì)帶來很多不必要的干擾，超寬帶、高靈敏度接收機(jī)在現(xiàn)代高密度信號(hào)環(huán)境條件下將會(huì)造成后處理的負(fù)擔(dān)而增加虛警。

如何有效的利用好自混頻這種體制接收技術(shù)需要進(jìn)一步在實(shí)踐中探索。

參考文獻(xiàn)

[1]胡來招.雷達(dá)偵察接收機(jī)設(shè)計(jì)[M].國(guó)防工業(yè)出版社，2000（1）.

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[6]Sullivan， William B，Multipath blanking in shipboard IFM receivers ，Microwave Journal，Sep 1997.

[7]晉軍.零拍接收機(jī)[M].解放軍理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2000（8）.

[8]Silvano Donati， Michele Norgia，and Guido Giuliani ，Self-mixing differential vibrometer based on electronic channel subtraction，APPLIED OPTICS_Vol.45，No.28_10ctober2006.endprint

多通道結(jié)構(gòu)如圖4所示，假設(shè)1～n為正常接收通道，r為參考接收通道。以1、2通道為例，結(jié)合上節(jié)的分析方法，假設(shè)：1、2、r通道輸入信號(hào)分別為A1e■、A2e■、Are■，假設(shè)信號(hào)流程均滿足線性要求，則通道1、2各個(gè)節(jié)點(diǎn)信號(hào)如下：

圖4 多通道自混頻接收機(jī)示意框圖

第一混頻輸出：k1A1e■、k2A2e■、krAre■

第二混頻輸出（IF1、IF2）：kr1k1A1e■、kr2k2A2e■

進(jìn)行進(jìn)一步延伸使用，將IF1、IF2進(jìn)行混頻，則有輸出：kA2A1e■；若LO1、LO2頻率相等，則輸出為kA2A1e■，當(dāng)進(jìn)行限幅輸出時(shí)則可以理解為通道1、2之間的相位檢波器，由于采用超外差方式，且?guī)捴皇芙邮諑V波、調(diào)制帶寬限制，因而也具有高靈敏度特性。

2 應(yīng)用探討

通過上節(jié)的分析，自混頻技術(shù)可以有單通道、多通道使用方式，其超寬帶截獲特性的關(guān)鍵在于頻率信息對(duì)消，高靈敏度的特性獲得需要超外差方式保證。單通道使用，它是可以成為一個(gè)幅度檢波器，多通道使用可以成為一個(gè)具有某種對(duì)消性能的相位比較器，也就是干涉儀。本節(jié)就其可能的應(yīng)用作一個(gè)分析和討論。

傳統(tǒng)的RWR和ESM截獲與分析接收機(jī)大多基于晶體檢波放大和超外差方式實(shí)現(xiàn)，對(duì)于大功率、峰值敏感條件下的應(yīng)用都能獲得足夠的截獲概率、分析精度[3][4][5]。但雷達(dá)借助新的信號(hào)形式和相應(yīng)的處理方式，已經(jīng)可以獲得較高的信號(hào)處理增益，使得雷達(dá)可以打破與RWR、ESM系統(tǒng)之間多年來的一種相對(duì)平衡的狀態(tài)，出現(xiàn)LPI（低截獲概率）雷達(dá)與RWR、ESM的新較量。對(duì)于這類LPI雷達(dá)，截獲靈敏度可能需要-80dBm甚至更高，才能滿足實(shí)戰(zhàn)需要。比如：第四代戰(zhàn)機(jī)的雷達(dá)工作方式就往往是低峰值功率、單脈沖探測(cè)，低靈敏度的RWR、ESM很難截獲脈沖或則保證足夠分辨的脈沖數(shù)量，需要尋求高截獲概率、高靈敏度、形式簡(jiǎn)潔的新型接收技術(shù)。

目前機(jī)載RWR系統(tǒng)典型的接收技術(shù)實(shí)現(xiàn)采用多通道晶體檢波比幅測(cè)向和IFM組合完成，這種系統(tǒng)靈敏度較低，難以對(duì)付現(xiàn)代高威脅、LPI輻射源。將自混頻技術(shù)應(yīng)用于RWR系統(tǒng)，將能有效提高距離威力，其測(cè)向系統(tǒng)將因同等條件下信噪比提高而提高了精度。

在經(jīng)典高精度電子干涉儀測(cè)向系統(tǒng)中，往往是窄帶實(shí)現(xiàn)，在高速ESM系統(tǒng)中一般是被引導(dǎo)對(duì)象，原因在于干涉儀往往需要高信噪比才能實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)向，復(fù)雜環(huán)境下寬頻帶高速截獲處理能力會(huì)受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)。自混頻技術(shù)與干涉儀的實(shí)現(xiàn)方式類似，將自混頻技術(shù)應(yīng)用于干涉儀測(cè)向陣列，則測(cè)向和IFM可以在相同帶寬條件下同步完成，并且擁有較高的動(dòng)態(tài)范圍，這樣將使支援偵察系統(tǒng)的基本構(gòu)架產(chǎn)生變化，改變目前許多基于IFM引導(dǎo)機(jī)制的方式，從而可能引起支援偵察分析技術(shù)體制的新變化。

常見的信道化概念是在射頻或中頻段用一組帶寬較窄的濾波器組來實(shí)現(xiàn)。自混頻構(gòu)架則可通過合理安排每個(gè)自混頻對(duì)的LO間隔和中心頻率來接收不同的窄帶RF頻段信號(hào)，這些窄帶接收通道在中頻可以使用同一個(gè)中心頻率的濾波器，從而形成一個(gè)新的信道化構(gòu)架。

自混頻接收機(jī)本身就是一個(gè)對(duì)消結(jié)構(gòu)，當(dāng)一些可以預(yù)計(jì)存在的干擾信號(hào)無法消除時(shí)，可以將這種構(gòu)架應(yīng)用于連續(xù)波干擾[6]對(duì)消、鏡像信號(hào)消除[7]等，以便提高系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)能力。

3 結(jié)束語(yǔ)

正如干涉儀技術(shù)一樣，自混頻技術(shù)的啟發(fā)來自于光學(xué)干涉測(cè)量，自混頻技術(shù)在光電檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用較多[8]，從這個(gè)意義上說干涉儀測(cè)向、IFM接收機(jī)均是某種意義上的自混頻接收機(jī)。自混頻技術(shù)引入電子接收機(jī)拓寬了系統(tǒng)的截獲頻帶，其本質(zhì)可以理解為一種檢波技術(shù)，但妥善利用它能夠進(jìn)行幅度檢波，也能夠保留相位信息，比如方位～相位檢測(cè)器。

自混頻技術(shù)能夠保證理論上的頻率無關(guān)特性，也就是具備超寬帶潛力，原因在于自混頻的頻率對(duì)消原理。與電子偵察技術(shù)應(yīng)用中的其他體制接收機(jī)一樣仍然是得失對(duì)比顯著，失去頻率這一重要信息將需要其他手段來彌補(bǔ)，顯然它不是萬能的。另外，工程應(yīng)用告訴我們，過分追求超寬帶會(huì)帶來很多不必要的干擾，超寬帶、高靈敏度接收機(jī)在現(xiàn)代高密度信號(hào)環(huán)境條件下將會(huì)造成后處理的負(fù)擔(dān)而增加虛警。

如何有效的利用好自混頻這種體制接收技術(shù)需要進(jìn)一步在實(shí)踐中探索。

參考文獻(xiàn)

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