一种双频段干扰信号生成方法与流程

本发明涉及电子对抗，尤其是涉及一种双频段干扰信号生成方法。

背景技术：

1、现有双频段干扰信号生成方案主要分为两类：一类是采用两个独立的信号生成模块（如基于ad9361的射频模块）分别生成单频段干扰信号，再通过微带合路器合成输出，该方案硬件元器件数量≥200个（单模块约100个），体积≥500cm3，功耗≥30w，且两个模块的时钟信号通过外部晶振同步（同步精度≤100ns），导致双频段信号时序偏差≥50ns，干扰瞄准精度≤80%；另一类是采用单一可编程信号发生器（如keysight n5183b）通过频段切换实现双频段输出，切换延迟≥2ms，无法满足实时同步干扰需求，且信号发生器最大带宽≤160mhz，无法覆盖5g nr n78频段等宽频段目标系统。

2、同时，现有方案的干扰模式固定，仅支持单一压制式（噪声干扰）或欺骗式（固定帧结构伪造）干扰，无法根据目标信号的功率谱密度（psd）、调制方式动态调整策略，在复杂电磁环境（如多信号叠加、频率捷变）下适应性差，干扰成功率≤70%。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种双频段干扰信号生成方法，旨在解决现有双频段干扰信号生成方法中硬件结构复杂、双频段同步性差、带宽覆盖窄、干扰模式固定的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种双频段干扰信号生成方法，包括以下步骤：

3、s1、接收上位机下发的干扰任务，初始化硬件模块，计算共享基础载波频率，设定基带采样率；

4、s2、启动锁相环pll，输入10mhz ocxo参考时钟生成共享基础载波，通过功分器分两路输入dds模块，调整偏移量生成双频段载波，经lc低通滤波确保杂散抑制比≥60dbc；

5、s3、fpga通过双独立基带处理核，按干扰模式生成双频带基带信号，控制两路基带处理延迟差≤5ns，通过pga调整增益至满足功率密度阈值，峰值检测避免削波；

6、s4、基带信号与对应载波混频生成射频信号，数字合路器加载幅相校准系数合成信号，经功率放大器放大与带通滤波后输出；

7、s5、频谱分析仪实时监测目标信号的频率偏移量、功率变化量、带宽变化量，反馈至fpga调整dds偏移量、pga增益、子带数量，重复s2~s4实现闭环控制，确保干扰压制比≥15db。

8、优选的，s1中，接收的上位机下发的干扰任务包括：

9、目标频段参数：频段1目标中心频率、目标带宽；频段2目标中心频率、目标带宽；

10、干扰模式参数：压制式、欺骗式、扫频式以及功率密度阈值；

11、同步精度要求：双频段信号时序偏差≤10ns，载波频率稳定度≤1×10-12/日。

12、优选的，计算共享基础载波频率的方法为：优先取与的最大公约数，若最大公约数不在pll工作范围内，则自定义ghz，确保、，其中，是相对于的偏移量，是相对于的偏移量，且、的绝对值均≤2ghz；

13、设定基带信号采样率。

14、优选的，s2中，具体包括以下步骤：

15、s21、启动锁相环pll：通过fpga输出spi控制信号，配置pll的电荷泵电流与环路滤波器参数，输入10mhz ocxo参考时钟，生成共享基础载波，通过频谱分析仪监测，确保频率稳定度≤1×10-12/日，相位噪声≤-110dbc/hz@1khz；

16、s22、生成双频段载波：将共享基础载波通过功分器分为两路，分别输入至dds模块，生成频段1实际载波和频段2实际载波；

17、s23、载波滤波：采用lc低通滤波器，，滤波后通过频谱分析仪测试，确保杂散抑制比≥60dbc，谐波抑制比≥50dbc。

18、优选的，s22中，具体为：

19、dds模块1：通过fpga写入频率控制字，调整偏移量，生成频段1实际载波，输出功率0dbm±0.5db；

20、dds模块2：调整偏移量，生成频段2实际载波，输出功率0dbm±0.5db。

21、优选的，s3中，具体包括以下步骤：

22、s31、按干扰模式分场景生成频段1基带信号；

23、s32、采用与频段1相同的干扰模式逻辑生成频段2基带信号，fpga通过双独立基带处理核并行处理，核间通过axi4总线同步，确保两路基带信号处理延迟差≤5ns；基带信号位宽统一为16bit，通过fpga的dac接口输出，输出阻抗50ω；

24、s33、fpga通过pga调整基带信号幅度，确保后续调制后射频信号功率满足需求；增益调整后，通过fpga的峰值检测器监测信号峰值，避免削波失真。

25、优选的，s31中，具体为：

26、压制式干扰模式：fpga通过内置噪声生成ip核，生成高斯白噪声序列；按子带带宽50mhz划分个子带，每个子带独立生成噪声信号，通过fpga的dma控制器传输至ddr4缓存；子带信号拼接后，输入至fir低通滤波器，抑制带外辐射，输出基带信号峰均比≤6db；

27、欺骗式干扰模式：定向耦合器提取目标信号，频谱分析仪解析目标信号特征：调制方式qpsk，码率10mbps，帧结构为前导码+同步字+数据段；fpga生成伪造数据，通过qpsk调制器进行调制，输出基带信号；

28、扫频式干扰模式：fpga生成线性扫频控制字，控制基带信号频率范围为；扫频速率初始设为500mhz/s，通过频谱分析仪实时监测目标带宽，若目标带宽从150mhz扩展至200mhz，fpga调整控制字，将扫频速率提升至667mhz/s。

29、优选的，s4中，具体包括以下步骤：

30、s41、频段1：基带信号输入至ad9371正交调制器1，与s2生成的载波混频，混频器本振功率0dbm，输出射频信号频率，功率-10dbm±0.5db，调制失真≤-35dbc；频段2：基带信号输入至ad9371正交调制器2，与载波混频，输出射频信号频率，功率-10dbm±0.5db，调制失真≤-35dbc；

31、s42、两路射频信号输入至数字合路器，fpga通过合路器的控制接口，加载预设的幅相校准系数，补偿两路信号的幅度差≤0.5db、相位差≤5°，合成后输出双频段复合干扰信号，插入损耗≤0.5db；

32、s43、合成信号输入至功率放大器，放大至32dbm±1db，输出功率平坦度≤0.5db；放大后信号通过带通滤波器，滤除带外杂波。

33、优选的，s5中，具体包括以下步骤：

34、s51、定向耦合器提取目标系统输出信号，输入至频谱分析仪，分析目标信号参数：频率偏移量、功率变化量、带宽变化量，分析周期100μs；

35、s52、按反馈调整逻辑分别对频率、功率以及带宽进行调整；

36、s53、重复s2~s4，形成监测-分析-调整-输出的闭环，闭环周期100μs，确保干扰有效性。

37、优选的，s52中，具体为：

38、频率调整：若＞5mhz，fpga通过spi接口调整对应dds模块的频率控制字，dds1偏移量从2.5ghz调整为2.508ghz，修正，调整响应时间≤10μs；

39、功率调整：若＞3db，fpga调整pga增益，将频段2基带信号增益从-8dbfs提升至-5dbfs，确保干扰功率密度稳定在-30dbm/hz，调整精度0.1db；

40、带宽调整：若＞10mhz，fpga重新配置子带数量，扩展干扰带宽至215mhz，配置时间≤50μs。

41、因此，本发明采用上述一种双频段干扰信号生成方法的有益效果为：

42、（1）本发明通过共享载波架构替代传统双独立模块，大量减少了硬件元器件数量和体积，从而显著降低了功耗；双频段信号时序偏差≤10ns，干扰瞄准精度显著提升。

43、（2）本发明基于子带拼接技术与高采样率fpga，单频段最大干扰带宽达200mhz，覆盖5g nr n78、wifi 6e、x波段雷达等主流目标频段，带宽较传统方案有所提升。

44、（3）本发明支持压制/欺骗/扫频三种模式实时切换（切换延迟≤1μs），可根据目标信号特征动态调整参数（如扫频速率、子带功率），提升了在多信号叠加场景下的干扰成功率。

45、（4）本发明的闭环控制周期100μs，当目标信号频率偏移±50mhz、功率变化±10db、带宽变化±50mhz时，系统50μs内完成适配，干扰压制比保持≥15db，提升了复杂电磁环境下的稳定性。

46、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。