來(lái)源：電子技術(shù)應(yīng)用作者：那云虓

    摘要：在反輻射導(dǎo)彈的雷達(dá)導(dǎo)引頭中，信號(hào)跟蹤器的實(shí)時(shí)性是影響系統(tǒng)性能的重要因素之一。介紹了利用高性能fpga豐富的資源實(shí)現(xiàn)的多路脈沖重復(fù)頻率跟蹤器，它解決了在密集信號(hào)環(huán)境下信號(hào)跟蹤的實(shí)時(shí)性問題，減小了系統(tǒng)體積。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，其各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

    關(guān)鍵詞：反輻射導(dǎo)彈信號(hào)跟蹤現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列

    隨著高科技的迅速發(fā)展，現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)已經(jīng)不僅是傳統(tǒng)意義戰(zhàn)場(chǎng)上的較量，電子戰(zhàn)已經(jīng)成為決定戰(zhàn)爭(zhēng)勝負(fù)的重要因素之一。反輻射導(dǎo)彈在電子戰(zhàn)中扮演著重要的角色，它在戰(zhàn)爭(zhēng)中可以有效地壓制或摧毀敵方武器系統(tǒng)中的雷達(dá)，使敵方武器系統(tǒng)失去攻擊能力，取得制空權(quán)，發(fā)揮己方的空中優(yōu)勢(shì)。在反輻射導(dǎo)彈中引導(dǎo)攻擊目標(biāo)的是雷達(dá)導(dǎo)引頭，它截獲目標(biāo)雷達(dá)的信號(hào)并檢測(cè)出信號(hào)入射角，輸送給導(dǎo)彈控制系統(tǒng)，導(dǎo)引導(dǎo)彈跟蹤目標(biāo)直到命中。

    脈沖重復(fù)頻率（ｐｒｆ）跟蹤器是雷達(dá)導(dǎo)引頭的重要器件，它的功能是在雷達(dá)導(dǎo)引頭接收到的信號(hào)流中選擇出目標(biāo)信號(hào)。在日趨復(fù)雜的電磁環(huán)境下，空間信號(hào)密度已經(jīng)達(dá)到５０～１００萬(wàn)脈沖／秒，至少相當(dāng)于幾百個(gè)輻射源的總和?眼１?演。所以信號(hào)接收機(jī)截獲到的信號(hào)通常是不止一部雷達(dá)的信號(hào)，往往包括很多部。脈沖重復(fù)頻率跟蹤器就是要在包含多部雷達(dá)的信號(hào)流中選出要截獲的那部雷達(dá)信號(hào)，送到后面的信號(hào)處理機(jī)。如圖１所示，接收機(jī)收到的信號(hào)包括多部信號(hào)，經(jīng)過(guò)脈沖重復(fù)頻率跟蹤器的選擇后只輸出一部信號(hào)送到后續(xù)的信號(hào)處理機(jī)。目前，實(shí)現(xiàn)脈沖重復(fù)頻率跟蹤器的方法主要有三種：純軟方式、半軟半硬方式和純硬方式。純軟方式用高速ｄｓｐ完成全部功能，這種方式在現(xiàn)代密集信號(hào)環(huán)境下將影響系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，要想實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)的跟蹤需要多個(gè)ｄｓｐ，這將造成系統(tǒng)體積龐大。半軟半硬方式用ｄｓｐ和硬件電路分別完成一部分功能，和前一種方式有相同的缺點(diǎn)。純硬方式用ｆｐｇａ或ｃｐｌｄ實(shí)現(xiàn)跟蹤信號(hào)的全部功能，具有實(shí)時(shí)性好、性能穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，能滿足目前復(fù)雜電磁環(huán)境的要求，并且集成度高，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的小型化。

    本文利用ｆｐｇａ資源豐富、易于編程的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了純硬方式的脈沖重復(fù)頻率跟蹤器，實(shí)現(xiàn)了在密集信號(hào)環(huán)境下的信號(hào)跟蹤，并且將多路并行的跟蹤器集成在一片ｆｐｇａ中，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，縮小了體積。

    １脈沖重復(fù)頻率（ｐｒｆ）跟蹤器原理

    １．１脈沖重復(fù)頻率跟蹤器

    為了在密集的信號(hào)流中分離出一部信號(hào)，需要知道該信號(hào)的脈沖重復(fù)頻率以及脈沖重復(fù)周期（ｐｒｉ）類型，這部分工作通常由雷達(dá)偵察系統(tǒng)或反輻射導(dǎo)彈的信號(hào)預(yù)處理器來(lái)完成。脈沖重復(fù)頻率是識(shí)別雷達(dá)的一個(gè)重要參數(shù)，因?yàn)樗�是雷達(dá)最具特征的信號(hào)參數(shù)。所說(shuō)的最具特征，是指雷達(dá)的性能受其所使用的脈沖重復(fù)頻率的影響很大，例如對(duì)于常規(guī)雷達(dá)來(lái)說(shuō)，脈沖重復(fù)頻率的數(shù)值決定了雷達(dá)的最大無(wú)模糊距離和最大無(wú)模糊徑向速度。脈沖重復(fù)周期（ｐｒｉ）是脈沖重復(fù)頻率的倒數(shù)，其類型大致可分為三種：固定、跳變和參差。固定ｐｒｉ信號(hào)的各個(gè)脈沖之間的間隔是恒定的；如果把信號(hào)的ｐｒｉ加上人為的隨機(jī)跳變就構(gòu)成了跳變ｐｒｉ信號(hào)，其ｐｒｉ的變化值可達(dá)脈沖重復(fù)周期平均值的１５％；參差ｐｒｉ信號(hào)由多個(gè)間隔不同的脈沖組成一個(gè)信號(hào)序列幀，各脈沖重復(fù)周期的總和稱為幀周期，幀周期之間的小間隔稱為小周期，一般幀周期是固定的。

    根據(jù)以上分析，為了實(shí)現(xiàn)各種ｐｒｉ類型信號(hào)的實(shí)時(shí)跟蹤，在ｆｐｇａ中設(shè)計(jì)了脈沖重復(fù)頻率跟蹤器電路，其原理圖如圖２所示。

    由圖２可見，跟蹤器包括重復(fù)周期寄存器０～７、參差寄存器、輸出波門寄存器以及重復(fù)周期計(jì)數(shù)器、輸出波門計(jì)數(shù)器、輸出控制器等單元。其中，參差寄存器存儲(chǔ)參差ｐｒｉ信號(hào)的小周期數(shù)，即參差數(shù)；重復(fù)周期寄存器０～７存儲(chǔ)信號(hào)的各個(gè)重復(fù)周期。由于目前參差雷達(dá)一般不超過(guò)８參差數(shù)，所以重復(fù)周期寄存器有８?jìng)�(gè)即可，參差寄存器儲(chǔ)