為SIGINT接收機創(chuàng )建測試信號

　　信號智能或SIGINT在現代戰爭中發(fā)揮著(zhù)重要作用。SIGINT是一個(gè)通用的術(shù)語(yǔ)，它包括無(wú)線(xiàn)電頻段系統(通信智能或COMINT)、雷達頻段系統(電子智能或ELINT)及測量和簽名智能系統(MASINT)。COMINT處理從攔截的外來(lái)通信中導出的技術(shù)信息和智能。這意味著(zhù)為COMINT作業(yè)指配的SIGINT接收機必須收集與無(wú)線(xiàn)電頻段中所有傳輸有關(guān)的信息。接收機的具體任務(wù)包括能夠檢測、分析收到的傳輸、估計調制頻率和類(lèi)型、提取智能(信息)、定位來(lái)源。接收機必須覆蓋寬電磁(EM)頻譜，以檢測可能的輻射。這些輻射可以源自獨立的來(lái)源，其傳輸類(lèi)型可能是突發(fā)型、跳頻型或連續型。

　　接收機測試

　　SIGINT接收機擁有多個(gè)接收和處理射頻(RF)的功能單元：從低頻(LF,30 kHz~300 kHz)到超高頻(EHF,30 GHz~300 GHz)，由平臺天線(xiàn)/天線(xiàn)陣列接收這些射頻。獨立來(lái)源發(fā)出的RF信號可能采用各式各樣的調制方案和傳輸模式。這些RF天線(xiàn)/天線(xiàn)陣列類(lèi)型可以是萬(wàn)向、雙向、機械操縱或電氣操縱。除常見(jiàn)的前端功能外，其它功能單元包括RF分發(fā)、低頻和高頻調諧裝置、接收機、IF分發(fā)IF數字化儀和子頻段調諧裝置、數字化儀和下變頻器。后面是基帶信號處理，用來(lái)檢測和識別調制方案，估計信號到達的方向。

　　設計人員的挑戰是在SIGINT接收機設計和測試過(guò)程中仿真所有類(lèi)型的上述場(chǎng)景，要求：
　　● 多通道寬帶信號發(fā)生器；
　　● 各種模擬調制和數字調制方案；
　　● 創(chuàng )建頻譜干凈的跳頻信號；
　　● 能夠控制信號參數，如功率電平、載頻、符號速率等；
　　● 能夠復現細微的損傷(或簽名)，可以識別特定無(wú)線(xiàn)電屬性。

　　表1描述了測試SIGINT接收機的典型場(chǎng)景。這些場(chǎng)景涵蓋了接收機預計準確識別的廣泛的頻率、功率電平和傳輸類(lèi)型?？梢允褂酶鞣N信號發(fā)生器和其它設備實(shí)現，也可以使用軟件及任意波形發(fā)生器(AWG)實(shí)現，后者實(shí)現起來(lái)更簡(jiǎn)單，并支持更高的可重復性。

　　使用AWG和直接合成技術(shù)

　　AWG提供了強大的信號源、更高的采樣率、帶寬和信號保真度及改進(jìn)的易用性。最新的AWG，如泰克AWG7000系列，一般都會(huì )超過(guò)當前的測試設備功能，可以生成許多無(wú)線(xiàn)應用(如SIGINT、雷達、UWB等)中日益常見(jiàn)的寬帶、快速變化的信號。

　　對這一應用，AWG通過(guò)使用數模轉換器(DAC)直接生成RF信號，提供了高效的SIGINT測試和測量工具，它支持高達5 GHz的載波中心頻率及高達5.8 GHz的信號帶寬。直接生成IF或RF信號避免了與使用I/Q調制器的傳統生成方式有關(guān)的I/Q劣化和長(cháng)時(shí)間調節。圖1是簡(jiǎn)化的方框圖。

　　直接合成

　　直接合成一詞描述了生成波形的手段，可以作為各種測試和測量應用的激勵信號使用。直接合成是一種基于采樣的技術(shù)。示波器從模擬波形中采集樣點(diǎn)，而直接合成信號源(AWG)則通過(guò)DAC從樣點(diǎn)中創(chuàng )建模擬波形。AWG存儲器中的樣點(diǎn)基本上可以定義任意波形，包括SIGINT波形。當然，正常的物理學(xué)和帶寬限制仍然適用，但位于規定范圍內。

　　由于簡(jiǎn)單易用的軟件界面，用戶(hù)可以使用直接合成技術(shù)，創(chuàng )建各種場(chǎng)景(如泰克RFXpress)，然后傳送到AWG，復現這些信號。由于場(chǎng)景在軟件中創(chuàng )建，包括損傷，因此用戶(hù)可以全面控制生成的方案并可以調節參數，滿(mǎn)足全面測試SIGINT接收機的需求。

　　創(chuàng )建SIGINT信號

　　本文將以RFXpress為例，介紹怎樣使用直接合成技術(shù)生成表1中列出的多信號場(chǎng)景。RFXpress是一個(gè)軟件包，用來(lái)合成數字調制的基帶信號、IF信號和RF信號。它旨在把IF和RF信號功能提升到新的水平，并全面利用AWG的寬帶信號生成技術(shù)。該軟件支持廣泛的調制及符號映射功能，允許設計人員自定義調制。此外，可以使用所需場(chǎng)景仿真傳輸設備干擾、線(xiàn)性行為和非線(xiàn)性行為及信道效應產(chǎn)生的實(shí)際環(huán)境損傷，測試接收機性能余量。

　　為創(chuàng )建表1中的信號，可以為每個(gè)傳輸選擇各種參數。必須選擇波形長(cháng)度和過(guò)采樣參數，以生成跳頻和突發(fā)傳輸，RFXpress “打包”功能保證這些波形擁有最小的頻譜再生或瞬態(tài)輻射(源自波形序列加入點(diǎn)上的相位跳動(dòng))。下面簡(jiǎn)單介紹設置RFXpress工具生成所需傳輸的步驟。

　　多載波連續信號

　　為創(chuàng )建表1中的場(chǎng)景，我們先識別跳頻信號的符號時(shí)間周期。選擇一個(gè)多載波連續信號及由跳頻信號的符號周期定義的最小波形長(cháng)度。

　　選擇多載波選項

　　選擇128×3 = 384個(gè)符號作為匯編設置中的波形長(cháng)度。把符號速率與選定的三個(gè)跳頻時(shí)間周期匹配起來(lái)。選擇過(guò)采樣率為6?？梢园哑渌O置(如打包)設為默認值。

　　根據表1為載波1、2、3、4分配頻率、調制方案、接收功率、符號速率、濾波器和窗口函數。

　　增加突發(fā)信號。對處于突發(fā)模式的載波5，設置參數(根據表1)，從菜單中選擇功率升量。對32個(gè)符號的時(shí)間周期，把功率設置成0 dB，然后對其余符號，把功率選擇為低值(-60 dB)。