直接射频采样IQ信号的无线电修正指令误码检测方法与流程

直接射频采样iq信号的无线电修正指令误码检测方法
技术领域
1.本发明属于无线电电子学领域制导技术，特别涉及一种直接射频采样iq信号的无线电修正指令误码检测方法。


背景技术：

2.目前，导弹综合测试设备雷达制导信号无线电修正指令的误码率校准、调制指数等编码特性、动态特性的校准采用标准导引头功能标校的方式，由标准导引头接收雷达制导信号，弹上计算机/解码器根据制导信息编码解析制导指令，获取制导指令要求，由标准导引头的接收性能的好坏来判断雷达制导信号无线电修正指令的性能状态。这种方法的缺点是：由于标准导引头预先装订地址码，只接收雷达制导信号无线电修正指令中与其地址码匹配的制导信息，而对发给其他导引头的无线电修正指令不作响应，故无法获取完整的雷达制导信号无线电修正指令编码信息，从而判断整个周期的无线电修正指令的正确性；不仅如此，标准导引头对无线电修正指令解码时，只能判定能否正确解码，而不能判定误码的出现并定位误码出现的位置。因此，采用标准导引头标校雷达制导信号无线电修正指令的方法，只能定性判断雷达制导信号无线电修正指令的技术特性，无法定量校准相关量值。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种直接射频采样iq信号的无线电修正指令误码检测方法，解决无线电修正指令信号的比特误码率检测和误码定位的技术问题。
4.本发明采用的技术方案如下：
5.一种直接射频采样iq信号的无线电修正指令误码检测方法，包括以下步骤：
6.步骤1，将射频信号直接采集i、q两路信号数据，进行数字化处理并存储在iq数据存储模块中；
7.步骤2，读取i、q两路信号数据，通过二级解调获得混合时域信号；
8.步骤3，对混合时域信号进行编码检测，获得无线电修正指令码元；
9.步骤4，将无线电修正指令码元与标准无线电修正指令误码进行匹配运算，实现误码检测和误码定位。
10.进一步地，所述步骤1具体包括以下步骤：
11.步骤11，将射频信号由天线馈入限幅器；
12.步骤12，经限幅器后的射频信号通过低噪声放大器，进行窄带滤波滤除带内以及带内干扰信号；
13.步骤13，经过可变增益放大器的增益设置，使得射频信号大小落入adc的动态处理范围内；
14.步骤14，经过带通滤波器进行抗混叠滤波；
15.步骤15，送入adc进行带通采样处理和数字化处理；
16.步骤16，数字化处理后的信号经过数字下变频及滤波转换为基带i路、q路信号后
并将iq数据存储在iq数据存储模块中，其中i路、q路信号为一对相位正交的调制信号。
17.进一步地，所述步骤2具体包括以下步骤：
18.步骤21，读取iq数据存储模块中的iq数据，将i路、q路信号经平方和运算获得基带包络信号；
19.步骤22，基带包络信号经低通滤波后获得负载波信号；
20.步骤23，负载波信号进行一级解调，得到混合时域调制信号；
21.步骤24，对混合时域调制信号进行二级解调，获得混合时域信号。
22.进一步地，所述步骤23中一级解调为相位解调，所述相位解调采用正交解调算法，利用软件无线电技术，对正交双通道分别进行处理，得到混合时域调制信号。
23.进一步地，所述步骤24中二级解调为软件相干解调，通过软件相干解调获得混合时域信号。
24.进一步地，所述步骤3具体包括以下步骤：
25.步骤31，根据混合时域信号的调制频率，设定不同门限的窄带滤波器组；
26.步骤32，对混合时域信号进行匹配滤波，分离出每个调制信号,；
27.步骤33，通过滤波获得混合时域信号中携带的调制频率，经频率映射编码检测获得无线电修正指令码元。
28.进一步地，所述步骤4中无线电修正指令码元与标准无线电修正指令误码采用误码匹配算法进行匹配运算。
29.进一步地，所述步骤4具体包括以下步骤：
30.步骤41，将编码检测获得的无线电修正指令码元通过排序组合获得无线电修正指令；
31.步骤42，将无线电修正指令与标准无线电修正指令误码匹配运算，统计校验结果，误码数量与总检测数量的比值，即位误码率；由于无线电修正指令是全部采集并存储下来，因此在计算误码率时，可同时确定产生误码在整个周期内的位置，可判断为偶发情况还是设备故障。
32.与现有技术相比，本发明的有益效果在于，原理清晰、实现途径简便、定标准确，可应用于不同类型无线电修正指令误码检测。
附图说明
33.图1为本发明直接射频采样iq信号的无线电修正指令误码检测原理框图；
34.图2为本发明直接射频采样原理框图；
35.图3为本发明iq数据两级解调原理框图；
36.图4为本发明正交解调算法原理框图；
37.图5为本发明无线电修正指令的码元检测原理框图；
38.图6为本发明无线电修正指令的码元误码检测原理框图。
具体实施方式
39.本发明提供的直接射频采样iq信号的无线电修正指令误码检测技术将雷达间断辐射射频信号直接采集数字化下变频分为i、q两路信号，仅通过一级解调即可获得调制参
量信息，经匹配滤波器获得无线电修正指令，与标准指令编码恢复信号比较实现误码检测和误码定位。下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的详细描述。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
40.雷达射频信号采用间歇照射的形式发送信号，在持续照射期间，信号以连续发送的方式将无线电修正指令加载到载频上发送出去，即在载频信号上调制副载波信号组合，以规定的副载波信号组合形式来表征的无线电修正指令的编码，形成雷达射频信号指令。雷达间断辐射射频信号的数学表达式如公式(1)：
[0041][0042]
式中，
[0043]
k(t)——间歇辐射的开关函数；
[0044]
f0———载波信号频率；
[0045]
u0———载波信号幅度；
[0046]
t———时间；
[0047]
β0———副载波调制指数；
[0048]
a(t)——副载波的振幅包络；
[0049]fi
———副载波的频率；
[0050]ai
———副载频信号有无，数值为0或者1。
[0051]
其中，副载波的振幅包络是一个函数关系式，即：
[0052][0053]
这里，τd为副载波的振幅包络的固定周期(单位μs)。
[0054]
从数学表达式的形式来说，相位部分是一组副载波频率信号的复合调制信号合成形式，即时域波形包含多个频率信号其包络是一个调幅信号包络形式，数学表示式为其中fd为副载波振幅包络的固定频率。由上述原理和数学模型分析，确定解调的路径。雷达间断辐射射频信号为复合调制信号，其中的无线电修正指令信息占比不足0.01％，在检测其误码率时需要累积大量的原始数据供解调处理，实际所用的iq存储器容量为1tb。
[0055]
如图1所示，本发明直接射频采样iq信号的无线电修正指令误码检测方法先将射频信号直接采集i、q两路信号数据并存储，通过两级解调获得混合时域信号，经编码检测获得无线电修正指令，与标准指令编码恢复信号比较实现误码检测。下面详细说明其处理过程。
[0056]
步骤1，如图2所示，直接射频采样是直接对射频信号进行数字化处理，它利用软件无线电的原理，将模数、数模变换尽量靠近天线，射频直接数字化。将载波为x波段间断照射雷达射频信号由天线馈入；首先经限幅器以避免大信号反射或馈入造成接收机损坏；经限
幅器后的信号通过低噪声放大器(lna)后，进行窄带滤波滤除带内以及带内干扰信号；在经过可变增益放大器的增益设置，使得信号大小落入adc的动态处理范围内；再经过带通滤波器进行抗混叠滤波；送入高速高精度adc进行带通采样处理；数字化后的信号经过数字下变频及滤波转换为基带i路、q路信号后并存储iq数据，其中i路、q路信号为一对相位正交的调制信号。
[0057]
步骤2，如图3所示，读取iq数据存储模块中的iq数据，将i路、q路信号经平方和运算获得基带包络信号，经低通滤波后进行一级解调，一级解调主要为相位解调，相位解调采用正交解调算法，利用软件无线电技术，正交双通道进行分别处理，解调得到混合时域调制信号，正交解调算法原理框图如图4所示，图中nco为数控振荡器，产生本地载波。然后对该信号进行二级解调，二级解调为软件相干解调，通过相干解调获得混合时域信号。
[0058]
步骤3，编码检测，如图5所示。经过二级解调获得的混合时域信号，已经是解调出来的调制信号，其中混合了10个携带不同调制频率的信号。因此，根据10个调制频率的频带区间，利用软件无线电技术，设定不同门限的窄带滤波器组，对混合时域信号进行匹配滤波，分离出每个调制信号，通过滤波获得混合时域信号中携带的10个调制频率，经频率映射编码检测获得无线电修正指令码元。
[0059]
步骤4，误码检测，如图6所示。采用误码匹配算法。将编码检测获得的码元通过排序组合获得无线电修正指令，与标准无线电修正指令误码匹配运算，统计校验结果，误码数量与总检测数量的比值，即位误码率。由于雷达间断辐射信号的无线电修正指令是全部采集并存储下来，因此在计算误码时，可同时确定产生误码在整个周期内的位置，可判断为偶发情况还是设备故障。
[0060]
需要说明的是，上文只是对本发明进行示意性说明和阐述，本领域的技术人员应当明白，对本发明的任意修改和替换都属于本发明的保护范围。