本發(fā)明涉及電磁環(huán)境效應(yīng)試驗與評估
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種接收機帶內(nèi)多頻電磁輻射大信號阻塞干擾效應(yīng)預(yù)測方法。
背景技術(shù)：
：隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，用頻裝備不斷增加，戰(zhàn)場電磁環(huán)境日益復(fù)雜，突出表現(xiàn)為輻射場強高、多輻射源并存等。復(fù)雜電磁環(huán)境是裝備建設(shè)和軍事斗爭必須面對的客觀現(xiàn)實。在復(fù)雜電磁環(huán)境下，各種電磁環(huán)境效應(yīng)已經(jīng)對裝備的安全性以及生存能力構(gòu)成了很大的影響。因此，復(fù)雜電磁環(huán)境下的裝備效能評估方法研究，對于預(yù)測復(fù)雜電磁環(huán)境下的戰(zhàn)備綜合保障能力、提高裝備戰(zhàn)備完好率和任務(wù)成功率具有重要價值。需要注意的是，當前國內(nèi)外電磁兼容標準所規(guī)定的輻射敏感度試驗均是在單輻射源條件下開展的，試驗得到的干擾、損傷臨界場強不能代表受試設(shè)備在實際戰(zhàn)場電磁環(huán)境下的生存能力，而在實際戰(zhàn)場電磁環(huán)境下，用頻裝備面臨的電磁輻射源在空域上縱橫交錯、時域上持續(xù)不斷、頻域上密集重疊、效能上隨機多變，也就是說在絕大多數(shù)情況下面臨的是多源同時輻射的情況。在這種情況下，如果輻射源的輻射頻率、極化方向搭配合適，很有可能使通信裝備在單源輻射效應(yīng)評估的安全范圍之內(nèi)受到干擾。為了評價用頻裝備在復(fù)雜電磁環(huán)境下的輻射效應(yīng)，一般可以利用實驗室的半實物電磁環(huán)境模擬系統(tǒng)對用頻裝備進行相應(yīng)的電磁環(huán)境效應(yīng)試驗。但是，戰(zhàn)場電磁環(huán)境錯綜復(fù)雜，環(huán)境模擬根本難以窮盡，對于用頻裝備在未來戰(zhàn)場上可能面臨到的任意多源輻射組合的情況，不可能全部通過實驗室的環(huán)境模擬和效應(yīng)試驗方法一一進行測試和評價。因此，很有必要對用頻裝備的多源電磁輻射效應(yīng)預(yù)測方法進行深入研究。目前，國內(nèi)外學者已經(jīng)認識到傳統(tǒng)輻射敏感度試驗的不足，并開展了相應(yīng)的研究。多個射頻干擾已經(jīng)用于軍用飛機和數(shù)字電視接收器的測試中。KeithArmstrong分析了用于汽車功能安全的電磁兼容測試的不足之處，指出在電磁兼容測試中沒有考慮同時出現(xiàn)的干擾。在實際的電磁環(huán)境中電磁干擾可能同時出現(xiàn)，包括兩個或多個頻率的射頻干擾、一個輻射干擾加上一個傳導(dǎo)干擾或靜電脈沖等。同時出現(xiàn)的多個干擾會通過互調(diào)或檢波過程產(chǎn)生新的頻率成份，從而對受試設(shè)備產(chǎn)生干擾。MichelMardiguian指出通過單頻敏感度測試的設(shè)備對多個同時出現(xiàn)的干擾信號更加敏感，盡管此時各個干擾信號的幅值要低于單頻敏感度閾值。A.Duffy和A.Orlandi等人在混響室中用多源輻射敏感度試驗測試了互調(diào)效應(yīng)。WernerGrommes等人通過雙源掃頻的方法提出了針對互調(diào)效應(yīng)的敏感度測試方法，但沒有相關(guān)的試驗驗證。國內(nèi)軍械工程學院的程二威、趙國梁研究了多源連續(xù)波條件下電磁輻射敏感度規(guī)律。其他研究則主要從宏觀出發(fā)，將復(fù)雜電磁環(huán)境中影響設(shè)備電磁環(huán)境效應(yīng)因素均考慮在內(nèi)，運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、混沌、模糊數(shù)學等統(tǒng)計分析方法，最終評估受試設(shè)備在復(fù)雜電磁環(huán)境下的生存能力。接收機作為典型的戰(zhàn)場用頻裝備，是保障各作戰(zhàn)單元和武器裝備之間信息傳遞的重要工具和手段，在信息化戰(zhàn)爭中發(fā)揮著舉足輕重的作用，因此有必要對接收機連續(xù)波電磁輻射大信號阻塞干擾效應(yīng)評估方法進行深入研究。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種接收機帶內(nèi)多頻電磁輻射大信號阻塞干擾效應(yīng)預(yù)測方法，所述方法通過建立帶內(nèi)多頻連續(xù)波輻射大信號阻塞干擾效應(yīng)預(yù)測模型，對接收機進行電磁輻射大信號阻塞干擾效應(yīng)預(yù)測，具有預(yù)測準確、方便、快速的優(yōu)點。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種接收機帶內(nèi)多頻電磁輻射大信號阻塞干擾效應(yīng)預(yù)測方法，其特征在于包括如下步驟：設(shè)輸入信號為ui(t)＝ud(t)+us(t)＝Udcosωdt+Uscosωst(1)式中ud為干擾信號，us為有用信號；輸入信號經(jīng)過限幅器或者帶通濾波器后為：u'i(t)＝Bdud(t)+Bsus(t)＝BdUdcosωdt+BsUscosωst(2)式中Bd和Bs分別為限幅器或者濾波器對頻率為ωd和ωs信號的幅頻系數(shù)，Bd和Bs都是常數(shù)；輸入信號進入接收機非線性器件中，非線性器件的輸入輸出信號之間的關(guān)系用冪級數(shù)表示：uo=A0+A1ui′+A2ui′2+A3ui′2+...(3)]]>其中ui為輸入信號，uo為輸出信號，An(n＝0,1,2,…)是與系統(tǒng)轉(zhuǎn)移特性有關(guān)的常數(shù)；將式(2)代入式(3)中得到：uo(t)=A0+A1(BdUdcosωdt+BsUscosωst)+A2(BdUdcosωdt+BsUscosωst)2+A3(BdUdcosωdt+BsUscosωst)3+...---(4)]]>分解后得到直流分量：A0+A22(Bd2Ud2+Bs2Us2)---(5)]]>基波分量：(A1BdUd+34A3Bd3ud3+32A3BdBs2UdUs2)cosωdt---(6)]]>(A1BsUs+34A3Bs3Us3+32A3Bd2BsUd2Us)cosωst---(7)]]>由式(7)可知有用信號的增益為K=A1BsUs+34A3Bs3Us3+32A3Bd2BsUd2UsBsUs=A1+34A3Bs2Us2+32A3Bd2Ud2---(8)]]>根據(jù)式(8)可知：單頻干擾信號uj單獨作用下，j＝1,2,…,n，有用信號的增益分別為：K=A1+34A3Bs2Us2+32A3B12U1′2---(9)]]>K=A1+34A3Bs2Us2+32A3B22U2′2---(10)]]>……K=A1+34A3Bs2Us2+32A3Bn2Un′2---(11)]]>其中，U'j為干擾頻率fj單獨作用下的敏感度閾值，j＝1,2,…,n，接收機受到n個正弦連續(xù)波干擾信號的干擾時，即輸入信號為：ui(t)=u1(t)+u2(t)+...+un(t)+us(t)=U1cosω1t+U2cosω2t+...+Uncosωnt+Uscosωst---(12)]]>當接收機受到n個不同頻率的正弦連續(xù)波干擾時，經(jīng)過限幅器或者帶通濾波器選頻抑制后得到：ui′(t)=B1u1(t)+B2u2(t)+...+Bnun(t)+Bsus(t)=B1U1cosω1t+B2U2cosω2t+...+BnUncosωnt+BsUscosωst---(13)]]>將式(13)代入到式(3)中得到uo(t)=A0+A1(B1U1cosω1t+B2U2cosω2t+...+BnUncosωnt+BsUscosωst)+A2(B1U1cosω1t+B2U2cosω2t+...+BnUncosωnt+BsUscosωst)2+A3(B1U1cosω1t+B2U2cosω2t+...+BnUncosωnt+BsUscosωst)3+...---(14)]]>分解后得到直流分量A0+A22(B12U12+B22U22+...+Bn2Un2+Bs2Us2)---(15)]]>基波分量為(A1B1U1+34A3B13U13+32A3B1B22U1U22+...+32A3B1Bn2U1Un2+32A3B1Bs2U1Us2)cosω1t---(16)]]>(A1B2U2+34A3B23U23+32A3B12B2U12U2+...+32A3B2Bn2U2Un2+32A3B2Bs2U2Us2)cosω2t---(17)]]>……(A1BnUn+34A3Bn3Un3+32A3B12BnU12Un+...+32A3BnBn-12UnUn-12+32A3BnBs2UnUs2)cosωnt---(18)]]>(A1BsUs+34A3Bs3Us3+32A3B12BsU12Us+...+32A3B22BsU22Us+...+32A3Bn2BsUn2Us)cosωst---(19)]]>由式(19)可知有用信號增益為K=A1BsUs+34A3Bs3Us3+32A3B12BsU12Us+32A3B22BsU22Us+...+32A3Bn2BsUn2UsBsUs=A1+34A3Bs2Us2+32A3B12U12+32A3B22U22+...+32A3Bn2Un2---(20)]]>當接收機在不同頻率、不同強度干擾信號作用下出現(xiàn)的大信號阻塞干擾效應(yīng)現(xiàn)象相同時，即有用信號增益大小相同，表明此時不同組合形式的干擾信號對接收機的產(chǎn)生的影響程度相同；為此，聯(lián)立式(9)(10)(11)(20)得到：32A3B12U12+32A3B22U22+...+32A3Bn2Un2=32A3B12U1′2=32A3B22U2′2=...=32A3Bn2Un′2=K-A1+34A3Bs2Us2]]>則有：由帕斯瓦爾恒等式可知正弦連續(xù)波信號平均功率為U2/(2R)，則上式可記作：S=P1P1′+P2P2′+...+PnPn′=1---(22)]]>其中，S為效應(yīng)預(yù)測系數(shù)，P'1、P'2…P'n為接收機在單頻f1、f2…fn干擾下的功率敏感度閾值，P1、P2…Pn為接收機在f1、f2…fn多個頻率同時干擾下的功率組合；對于給定的接收機通帶內(nèi)多個不同頻率正弦連續(xù)波信號，若已知其各自單獨輻射時大信號阻塞干擾效應(yīng)功率敏感度閾值分別為P'1、P'2…P'n，則當多個頻率正弦連續(xù)波同時作用于接收機時，P1、P2…Pn分別與P'1、P'2…P'n的比值之和S達到1時，接收機就可能產(chǎn)生相應(yīng)的大信號阻塞干擾效應(yīng)；反之，若S小于1，則接收機一定不會出現(xiàn)上述大信號阻塞干擾效應(yīng)。進一步的技術(shù)方案在于：在單頻連續(xù)波干擾下進行大信號阻塞干擾效應(yīng)的試驗方法如下：采用信號源產(chǎn)生單頻干擾信號，經(jīng)過功率放大后通過對數(shù)周期天線產(chǎn)生輻射場，在輻射場內(nèi)布置發(fā)射電臺和接收電臺，并在發(fā)射電臺與輻射天線之間連接衰減器，用于模擬兩個電臺之間遠距離通信對信號的衰減，在接收電臺一側(cè)，接收天線和接收電臺之間連接定向耦合裝置，通過定向耦合裝置的檢測端口連接對點光纖信號傳輸系統(tǒng)，并通過點對點光纖信號傳輸系統(tǒng)連接頻譜分析儀，通過頻譜分析儀在遠端監(jiān)測接收電臺主機輸入端口處的前向功率；在測試時，發(fā)射電臺發(fā)射正常通信信號，對數(shù)周期天線產(chǎn)生干擾輻射場對接收電臺進行干擾，觀察接收電臺出現(xiàn)的大信號阻塞干擾效應(yīng)現(xiàn)象，并通過頻譜分析儀記錄單頻連續(xù)波電磁輻射作用下通信電臺大信號阻塞干擾效應(yīng)功率敏感度閾值。進一步的技術(shù)方案在于：所述點對點光纖信號傳輸系統(tǒng)包括電光轉(zhuǎn)換器、傳輸光纖和光電轉(zhuǎn)換器，所述電光轉(zhuǎn)換器與傳輸光纖的一端連接，光電轉(zhuǎn)換器與傳輸光纖的另一端連接。進一步的技術(shù)方案在于：在多頻連續(xù)波干擾下進行大信號阻塞干擾效應(yīng)的試驗方法如下：采用一個或多個信號源產(chǎn)生多路單頻干擾信號，采用功率合成器將多個單頻干擾信號經(jīng)進行功率合成，合成的干擾信號經(jīng)功率放大器放大后通過對數(shù)周期天線產(chǎn)生輻射場，在輻射場內(nèi)布置發(fā)射電臺和接收電臺，并在發(fā)射電臺與輻射天線之間連接衰減器，用于模擬兩個電臺之間遠距離通信對信號的衰減，在接收電臺一側(cè)，接收天線和接收電臺之間連接定向耦合裝置，通過定向耦合裝置的檢測端口連接點對點光纖信號傳輸系統(tǒng)，并通過點對點光纖信號傳輸系統(tǒng)連接頻譜分析儀，通過頻譜分析儀在遠端監(jiān)測接收電臺主機輸入端口處的前向功率；在測試時，發(fā)射電臺發(fā)射正常通信信號，對數(shù)周期天線產(chǎn)生多個單頻干擾信號合成的干擾輻射場，對接收電臺進行干擾，改變不同頻率和功率組合進行試驗，并通過頻譜分析儀記錄當通信電臺出現(xiàn)大信號阻塞干擾效應(yīng)時多個單頻干擾信號的頻率和功率，將測試的結(jié)果代入效應(yīng)預(yù)測系數(shù)S，來驗證接收機帶內(nèi)多頻電磁輻射大信號阻塞干擾效應(yīng)預(yù)測方法的有效性。進一步的技術(shù)方案在于：所述點對點光纖信號傳輸系統(tǒng)包括電光轉(zhuǎn)換器、傳輸光纖和光電轉(zhuǎn)換器，所述電光轉(zhuǎn)換器與傳輸光纖的一端連接，光電轉(zhuǎn)換器與傳輸光纖的另一端連接。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：所述方法通過對接收機帶內(nèi)大信號阻塞干擾機理分析，建立帶內(nèi)多頻電磁輻射大信號阻塞干擾效應(yīng)預(yù)測模型，并以某型超短波通信電臺為受試對象，設(shè)計了通信電臺大信號阻塞干擾效應(yīng)試驗方案。通過通信電臺帶內(nèi)單頻和三頻連續(xù)波電磁輻射大信號阻塞干擾效應(yīng)試驗，研究了受試電臺在帶內(nèi)三頻不同權(quán)重組合作用下電磁輻射敏感度變化規(guī)律，并可推廣到多頻情況。試驗結(jié)果表明不同頻率組合、不同功率強度組合下三頻連續(xù)波電磁輻射大信號阻塞干擾效應(yīng)預(yù)測模型的效應(yīng)預(yù)測系數(shù)S都在1左右，預(yù)測誤差都在±3dB以內(nèi)，驗證了接收機帶內(nèi)多頻連續(xù)波電磁輻射大信號阻塞干擾效應(yīng)預(yù)測模型的有效性。通過帶內(nèi)多頻連續(xù)波輻射效應(yīng)大信號阻塞干擾預(yù)測模型，對用頻裝備進行大信號阻塞干擾效應(yīng)預(yù)測，具有預(yù)測準確、方便、快速的優(yōu)點。附圖說明圖1是電磁干擾分類圖；圖2是通信電臺單頻連續(xù)波電磁輻射大信號阻塞干擾效應(yīng)試驗配置圖；圖3工作頻率為40MHz時通信電臺單頻連續(xù)波電磁輻射大信號阻塞干擾效應(yīng)敏感度曲線圖；圖4工作頻率為60MHz時通信電臺單頻連續(xù)波電磁輻射大信號阻塞干擾效應(yīng)敏感度曲線圖；圖5工作頻率為80MHz時通信電臺單頻連續(xù)波電磁輻射大信號阻塞干擾效應(yīng)敏感度曲線圖；圖6是通信電臺三頻連續(xù)波電磁輻射大信號阻塞干擾效應(yīng)試驗配置圖；圖7工作頻率為40MHz時通信電臺三頻連續(xù)波電磁輻射大信號阻塞干擾效應(yīng)敏感度曲線圖；圖8工作頻率為60MHz時通信電臺三頻連續(xù)波電磁輻射大信號阻塞干擾效應(yīng)敏感度曲線圖；圖9工作頻率為80MHz時通信電臺三頻連續(xù)波電磁輻射大信號阻塞干擾效應(yīng)敏感度曲線圖。具體實施方式下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。本發(fā)明公開了一種接收機帶內(nèi)多頻電磁輻射大信號阻塞干擾效應(yīng)預(yù)測方法，所述方法的分析過程如下：從不同的角度出發(fā)電磁干擾的分類方法不同，按照電子系統(tǒng)接收機對電磁干擾的響應(yīng)可以將電磁干擾分為線性干擾和非線性干擾，電磁干擾分類如圖1所示。線性干擾通常包括同頻干擾和鄰頻干擾，此時接收機相當于帶通濾波器。而常見的非線性干擾有交調(diào)干擾、互調(diào)干擾、亂真響應(yīng)等，都是由于電子系統(tǒng)的非線性產(chǎn)生的。阻塞干擾的定義有很多種，廣義上來說，由于干擾信號的作用，超出了電子系統(tǒng)中電子器件的動態(tài)范圍，或者改變電子器件的偏置，從而使接收機的靈敏度下降，有用信號的增益顯著降低的現(xiàn)象都可以稱為阻塞干擾。所以上述幾種干擾也可以劃分為阻塞干擾的范疇中。對于接收機的帶內(nèi)阻塞干擾干擾不會產(chǎn)生交調(diào)、互調(diào)等現(xiàn)象，屬于大信號阻塞干擾。電磁波經(jīng)過天線耦合進入接收機的射頻前端都會先經(jīng)過限幅器或者帶通濾波器，對輸入信號進行選擇抑制，考慮接收機受到一個正弦連續(xù)波干擾信號的干擾，即輸入信號為：ui(t)＝ud(t)+us(t)＝Udcosωdt+Uscosωst(1)式中ud為干擾信號，us為有用信號。輸入信號經(jīng)過限幅器或者帶通濾波器后為：u'i(t)＝Bdud(t)+Bsus(t)＝BdUdcosωdt+BsUscosωst(2)式中Bd和Bs分別為限幅器或者濾波器對頻率為ωd和ωs信號的幅頻系數(shù)，接收機在真實的電磁環(huán)境中絕大多數(shù)情況都工作在線性區(qū)域，所以這里認為Bd和Bs都是常數(shù)。然后輸入信號進入接收機低噪聲放大器和混頻器等非線性器件中，由電路的基本知識可知，一般非線性電路的輸入輸出信號之間的關(guān)系都可以用冪級數(shù)表示：uo=A0+A1ui′+A2ui′2+A3ui′3+...---(3)]]>其中ui為輸入信號，uo為輸出信號，An(n＝0,1,2,…)是與系統(tǒng)轉(zhuǎn)移特性有關(guān)的常數(shù)。將式(2)代入式(3)中得到：uo(t)=A0+A1(BdUdcosωdt+BsUscosωst)+A2(BdUdcosωdt+BsUscosωst)2+A3(BdUdcosωdt+BsUscosωst)3+...---(4)]]>分解后得到直流分量A0+A22(Bd2Ud2+Bs2Us2)----(5)]]>基波分量(A1BdUd+34A3Bd3Ud3+32A3BdBs2UdUs2)cosωdt---(6)]]>(A1BsUs+34A3Bs3Us3+32A3Bd2BsUd2Us)cosωst---(7)]]>由于帶內(nèi)干擾產(chǎn)生的諧波分量、交調(diào)分量和互調(diào)分量基本不會對接收機造成影響，在這里就不再贅述。如果干擾信號幅度足夠強，通過接收機的通帶后影響仍然不可忽視，接收機輸出的有用信號就會減小甚至消失，這種現(xiàn)象就是大信號阻塞干擾。由式(7)可知有用信號的增益為K=A1BsUs+34A3Bs3Us3+32A3Bd2BsUd2UsBsUs=A1+34A3Bs2Us2+32A3Bd2Ud2---(8)]]>由此可見：(1)當A3＝0時，K＝A1，此時有用信號增益為常數(shù)，但是現(xiàn)實中非線性因子A3一般都為負數(shù)，所以大信號阻塞效應(yīng)都是由于A3引起的；(2)無論是有用信號過強還是干擾信號過強都會使增益系數(shù)K減小，當時，K＝0，表明有用信號被完全阻塞掉了，這便是接收機帶內(nèi)大信號阻塞干擾的機理。用頻裝備的單頻敏感度閾值是確定的，但是在戰(zhàn)場復(fù)雜電磁環(huán)境下，信號頻率錯綜復(fù)雜、信號幅度相互疊加，用頻裝備可能會出現(xiàn)在單頻輻射效應(yīng)試驗評估的安全范圍內(nèi)出現(xiàn)電磁干擾。由于電磁環(huán)境模擬根本難以窮盡，對于用頻裝備在未來戰(zhàn)場上可能面臨到的任意多源輻射組合的情況，不可能全部通過實驗室的環(huán)境模擬和效應(yīng)試驗方法一一進行測試和評價。因此本發(fā)明從接收機的大信號阻塞干擾效應(yīng)機理出發(fā)，建立接收機帶內(nèi)多頻連續(xù)波電磁輻射大信號阻塞干擾效應(yīng)預(yù)測模型。根據(jù)式(8)可知單頻干擾信號uj(j＝1,2,…,n)單獨作用下有用信號的增益分別為：K=A1+34A3Bs2Us2+32A3B12U1′2---(9)]]>K=A1+34A3Bs2Us2+32A3B22U2′2---(10)]]>……K=A1+34A3Bs2Us2+32A3Bn2Un′2---(11)]]>其中，U'j(j＝1,2,…,n)為干擾頻率fj單獨作用下的敏感度閾值，接收機受到n個正弦連續(xù)波干擾信號的干擾時，即輸入信號為：ui(t)=u1(t)+u2(t)+...+un(t)+us(t)=U1cosω1t+U2cosω2t+...+Uncosωnt+Uscosωst---(12)]]>當接收機受到n個不同頻率的正弦連續(xù)波干擾時，經(jīng)過限幅器或者帶通濾波器選頻抑制后得到ui′(t)=B1u1(t)+B2u2(t)+...+Bnun(t)+Bsus(t)=B1U1cosω1t+B2U2cosω2t+...+BnUncosωnt+BsUscosωst---(13)]]>將式(13)代入到式(3)中得到uo(t)=A0+A1(B1U1cosω1t+B2U2cosω2t+...+BnUncosωnt+BsUscosωst)+A2(B1U1cosω1t+B2U2cosω2t+...+BnUncosωnt+BsUscosωst)2+A3(B1U1cosω1t+B2U2cosω2t+...+BnUncosωnt+BsUscosωst)3+...---(14)]]>分解后得到直流分量A0+A22(B12U12+B22U22+...+Bn2Un2+Bs2Us2)---(15)]]>基波分量為(A1B1U1+34A3B13U13+32A3B1B22U1U22+...+32A3B1Bn2U1Un2+32A3B1Bs2U1Us2)cosω1t---(16)]]>(A1B2U2+34A3B23U23+32A3B12B2U12U2+...+32A3B2Bn2U2Un2+32A3B2Bs2U2Us2)cosω2t---(17)]]>……(A1BnUn+34A3Bn3Un3+32A3B12BnU12Un+...+32A3BnBn-12UnUn-12+32A3BnBs2UnUs2)cosωnt---(18)]]>(A1BsUs+34A3Bs3Us3+32A3B12BsU12Us+...+32A3B22BsU22Us+...+32A3Bn2BsUn2Us)cosωst---(19)]]>由式(19)可知有用信號增益為K=A1BsUs+34A3Bs3Us3+32A3B12BsU12Us+32A3B22BsU22Us+...+32A3Bn2BsUn2UsBsUs=A1+34A3Bs2Us2+32A3B12U12+32A3B22U22+...+32A3Bn2Un2---(20)]]>當接收機在不同頻率、不同強度干擾信號作用下出現(xiàn)的大信號阻塞干擾效應(yīng)現(xiàn)象相同時，即有用信號增益大小相同，表明此時不同組合形式的干擾信號對接收機的產(chǎn)生的影響程度相同。為此，聯(lián)立式(9)(10)(11)(20)得到：32A3B12U12+32A3B22U22+...+32A3Bn2Un2=32A3B12U1′2=32A3B22U2′2=...=32A3Bn2Un′2=K-A1+34A3Bs2Us2]]>則有U12U1′2+U22U2′2+...+Un2Un′2=1---(21)]]>由帕斯瓦爾恒等式可知正弦連續(xù)波信號平均功率為U2/(2R)，則上式可記作：S=P1P1′+P2P2′+...+PnPn′=1---(22)]]>其中，S為效應(yīng)預(yù)測系數(shù)，P'1、P'2…P'n為接收機在單頻f1、f2…fn干擾下的功率敏感度閾值，P1、P2…Pn為接收機在f1、f2…fn多個頻率同時干擾下的功率組合?；诖吮景l(fā)明提出了帶內(nèi)多頻正弦連續(xù)波對接收機電磁輻射大信號阻塞干擾效應(yīng)預(yù)測模型：對于給定的接收機通帶內(nèi)多個不同頻率正弦連續(xù)波信號，若已知其各自單獨輻射時大信號阻塞干擾效應(yīng)功率敏感度閾值分別為P'1、P'2…P'n，則當多個頻率正弦連續(xù)波(功率組合為P1、P2…Pn)同時作用于接收機時，P1、P2…Pn分別與P'1、P'2…P'n的比值之和S達到1時，接收機就可能產(chǎn)生相應(yīng)的大信號阻塞干擾效應(yīng)(之所以說是可能產(chǎn)生干擾，原因是給定的P1、P2…Pn未必是最敏感極化方向上的功率)；反之，若S小于1，則接收機一定不會出現(xiàn)上述大信號阻塞干擾效應(yīng)。值得注意的是，當其中任意兩個干擾信號的頻率相等時，并不符合以上模型，這是因為兩個同頻率的正弦波疊加后，可以看作為一個正弦波信號，而這個和信號的幅值和功率的大小與相位有關(guān)。為了驗證上述所建模型的正確性，本發(fā)明以某型超短波電臺為試驗對象，分別對受試電臺進行了單頻連續(xù)波電磁輻射大信號阻塞效應(yīng)試驗和三頻連續(xù)波電磁輻射大信號阻塞效應(yīng)試驗，并可推廣到多頻試驗。對于數(shù)字通信系統(tǒng)來說，一般都采用誤碼率來評價數(shù)字通信質(zhì)量的好壞。結(jié)合前期預(yù)試驗結(jié)果和國軍標《語音通信干擾效果評定準則》、《數(shù)字通信干擾效果評定準則》，選擇誤碼率等于10％作為數(shù)字通信電臺受干擾的判據(jù)。單頻連續(xù)波電磁輻射大信號阻塞干擾效應(yīng)試驗：電臺單頻連續(xù)波電磁輻射大信號阻塞干擾效應(yīng)試驗在開闊場進行，具體的試驗配置如圖2所示。信號源產(chǎn)生干擾信號經(jīng)過功率放大后通過對數(shù)周期天線產(chǎn)生輻射場。為了模擬2臺電臺之間的遠距離通信，將發(fā)射電臺與輻射天線之間連接40dB左右的衰減器。在接收電臺一側(cè)，在接收天線和接收電臺之間連接定向耦合裝置，通過耦合裝置的檢測端口連接點對點光纖信號傳輸系統(tǒng)，并通過光纖傳輸在遠端監(jiān)測接收電臺主機輸入端口處的前向電壓(功率)。試驗過程中各天線的姿態(tài)與電臺之間的相對位置保持不變。收發(fā)電臺工作頻率為40MHz、60MHz、80MHz分別進行試驗。試驗結(jié)果如圖3～5所示，圖中fi為干擾信號的頻率，“o”表示數(shù)字通信時誤碼率達到10％時，接收電臺天線端口前向功率的大小。由圖3～5可以看出受試電臺在不同的工作頻率時電磁干擾的敏感帶寬都為±30kHz左右，這是由于射頻前端濾波器幅頻特性決定的，干擾頻率偏離電臺工作頻率超過30kHz后，臨界干擾功率提高不小于40dB，受試電臺帶外抗干擾能力很強。三頻連續(xù)波電磁輻射大信號阻塞干擾效應(yīng)試驗：電臺三頻連續(xù)波電磁輻射大信號阻塞干擾效應(yīng)試驗與單頻連續(xù)波試驗基本相同，不同的是三頻干擾信號由三個信號發(fā)生器產(chǎn)生，然后通過功率合成器進行功率合成，經(jīng)過功率放大后由對數(shù)周期天線輻射出去，其他試驗條件與單頻試驗保持一致，具體的試驗配置如圖6所示。當收發(fā)電臺工作頻率為40MHz、60MHz、80MHz時，在不同的干擾頻率組合，不同的臨界干擾功率組合下對受試電臺的數(shù)字通信進行了多組試驗。選擇其中三組典型試驗結(jié)果如圖7～9所示。由圖7～9可以看出受試電臺在三頻連續(xù)波干擾作用下，功率敏感度的組合基本滿足橢球關(guān)系，橢球的三個軸分別為三個單頻輻射敏感度的閾值，在橢球內(nèi)部的干擾組合，考慮到試驗誤差留有一定安全系數(shù)的條件下，受試電臺將不會受到干擾；在橢圓外部的干擾組合，受試電臺將可能受到干擾。模型驗證：根據(jù)式(19)所建預(yù)測模型對上述四組試驗數(shù)據(jù)進行驗證，結(jié)果如表1至表3所示，其中，Δf為干擾信號與電臺工作信號的頻差。表1電臺工作頻率為40MHz時三頻驗證試驗表2電臺工作頻率為60MHz時三頻驗證試驗表3電臺工作頻率為80MHz時三頻驗證試驗由上述結(jié)果可以看出，不同頻率組合、不同功率強度組合下三頻連續(xù)波電磁輻射大信號阻塞干擾效應(yīng)預(yù)測模型的效應(yīng)預(yù)測系數(shù)S都在1左右，預(yù)測誤差在±3dB以內(nèi)(并可推廣到多頻)符合軍用標準的允差要求，證明了本發(fā)明所建模型的正確性和有效性。這就意味著當通信電臺處于某一已知頻率和強度的多頻電磁場中，只要知道通信電臺在該頻率下單頻輻射效應(yīng)敏感度閾值，就能對受試設(shè)備的輻射效應(yīng)進行預(yù)測。本發(fā)明通過建立帶內(nèi)多頻連續(xù)波輻射大信號阻塞干擾效應(yīng)預(yù)測模型，對復(fù)雜電磁環(huán)境下武器裝備的戰(zhàn)場生存能力研究做出了探索，具有重大的軍事需求和使用價值。當前第1頁1 2 3