掌握数字射频存储技术:了解其在电子领域的重要性和发展趋势

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射频技术的快速发展与通信技术的进步密不可分,这也带动了射频技术市场需求的快速增长。无论是在日常生活中还是国防领域,射频技术的应用场景越来越广泛。其中,数字射频存储器(DRFM)干扰机在国防领域被广泛应用于电子攻击和保护,通过迷惑敌方雷达系统来保护己方设施。DRFM技术涉及对射频信号进行采样、以数字方式存储并重新恢复信号,同时通过欺骗技术改变信号的部分或全部参数。
 
DRFM系统旨在以适当的频率和带宽对接收到的射频信号进行数字化,并可以在需要时重新创建相同的射频信号。DRFM的一个关键特点是其与作为接收信号的数字“副本”进行相参。与传统模拟电路不同的是,DRFM通过前端放大器的持续循环复制能量而不会引起信号质量下降,从而允许产生更大范围的干扰效果。
 
DRFM系统的主要特点包括:
 
能够产生与射频信号相参的时间延迟(在雷达应用中常见);
 
对敌方雷达系统产生相参的欺骗干扰,如:重播捕获到的雷达脉冲信号,改变假目标的延迟使其看起来在移动,通过对捕获的脉冲进行调制(幅度、频率和相位),产生其他干扰效果,增加多普勒频移以混淆雷达中的距离和速率测量,多次重播捕获的脉冲以生成多个假目标等;
 
DRFM可以根据需求生成任意波形;
 
使用DRFM干扰机可有效对抗线性调频雷达(LFM)。
 
现代DRFM系统具备更小的封装、更快的响应速度和大量的低延迟计算能力。它是超外差接收机的核心组成部分,在干扰机系统中承担着重要的角色。这种系统需要同时处理窄带信号以进行干扰。
 
DRFM技术能够实现相参复制,即使用从威胁雷达接收到的相同信号作为干扰信号的种子,使得干扰信号无法与真实回波区分,并以相同的处理增益(提高信号与干扰比)进行处理。此外,DRFM还具备复杂的编程功能,基于数字信号处理技术生成器,能够产生具有复杂运动学规律和波形合成的多个虚假回波。
 
在欺骗技术中,相参副本被用于改变目标的距离和速度。这是通过发送具有变化延迟的脉冲来改变距离,或者通过发送具有变化多普勒频移的信号来改变速度。
 
存储在DRFM中的信号也可以用作噪声调制,以产生适应于雷达的瞬时频率带宽或多普勒带宽的干扰。这种技术旨在通过产生以目标真实多普勒为中心的噪声多普勒频带,降低敌方雷达测量和跟踪目标速度的能力。
 
与使用本地合成的射频载波(非相参噪声)相比,使用接收和存储的信号作为射频载波(产生相参噪声)可以提高干扰噪声性能,并更好地与雷达的带宽进行匹配(对于相参雷达至关重要)。
 
在转发模式下,连续噪声生成需要定时切换收发,以便在发射前接收、存储和处理干扰载波(相参干扰),从而将干扰载波调谐到威胁射频段,实现相参干扰。因此,必须接收信号才能执行相参干扰。
 
当脉冲特性不随时间变化时,可以使用之前接收到的脉冲来生成当前的相参副本。然而,如果脉冲特性持续变化,就必须接收所有脉冲。在这种情况下,如果干扰机获取整个脉冲,则无法在接收采集阶段发送信号,因此无法产生比脉冲宽度更近的假目标。
 
切片转发器是一种相参DRFM功能模式,它只使用少量接收信号(切片)来重建相参干扰副本。这允许仅在一段时间内接收信号,并在接收脉冲结束之前进行发送:在脉冲内仅进行一次接收和发送切换操作。该技术使得相参捕获和重放操作能够生成具有快速相位和频率相参的副本,以确保雷达接收机在雷达匹配滤波时具有足够好的相关性。
 
DRFM干扰机作为电子攻击系统中的关键组件,已经发展成为高度复杂的设备。它广泛应用于检查系统级欺骗技术的操作和时序,测试各个组件、子模块和模块的RF/IF级别,以及解决时钟抖动和电源完整性问题。
 
DRFM技术的发展改进使得它能够适应不断变化、快速变化和复杂的威胁信号环境,并保持干扰信号与被干扰的雷达信号之间的相干性。这种技术在干扰效果方面表现出色,超过了过去其他手段所能比拟的能力。
 
硬件方面的相关技术在雷达干扰领域发挥着重要的作用。其中包括高速模数转换技术,该技术能够将连续的模拟信号转换为数字信号,并保持较高的采样速率和精度。高速大容量数字存储技术则用于存储和处理大量的数字信号数据,以支持干扰信号的生成和重放。
 
数模转换技术用于将数字信号转换为模拟信号,并且在DRFM系统中起到关键作用。数字幅相调制技术可以调整干扰信号的幅度,以更好地匹配被干扰雷达的接收灵敏度。数字频率源技术用于产生稳定、精确的频率信号,以实现干扰信号与目标雷达的频率对准。
 
低噪声大动态侦察接收技术可提供高灵敏度的接收,以便捕获并分析目标雷达的信号特征。系统的收发隔离技术能够有效隔离干扰信号的发送和接收路径,避免信号互相干扰。单片微波集成电路技术使得射频和基带电路集成在一块芯片上,提高了系统的集成度和性能。
 
超高速集成技术则使得DRFM系统能够处理更高速率的数据流,并具备更快的信号处理能力。另外,微处理器和微计算机技术用于控制和管理整个DRFM系统的操作和功能。
 
在软件方面,新的高速采样理论可以提供更准确的信号重建和分析能力。雷达信号分选和识别等人工智能理论则能够帮助系统自动识别并干扰多个目标,在复杂环境下实现适应性的侦察与干扰策略。
 
随着各种新体制雷达的不断出现,对DRFM的存储和复制能力提出了严峻的挑战,特别是针对大时宽、大带宽的脉冲压缩信号。解决这些挑战需要考虑到收发隔离问题以及DRFM系统的瞬时带宽要求。
 
通过数字射频存储器(DRFM)干扰技术,我们能够满足不断增长的射频技术市场需求,并为国防领域提供强大的电子攻击和保护能力。随着技术的不断发展,DRFM系统将继续演进并应用于更广泛的领域,为实现更高效的通信和保护提供支持。
 

 

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