CN116087942A - 航空高度表调制信号的产生方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种航空高度表调制信号的产生方法，涉及无线电测高领域。将重复周期时间宽度划分为2N个时隙，通过产生具有良好自相关特性的伪随机序列和待调制脉冲波形，按从低至高的码片顺序，将所述伪随机序列的各个码片幅值分别与所述待调制脉冲波形相乘，实现脉冲幅度调制；在所述前N个时隙的各个时隙内，将所述脉冲幅度调制后的信号与线性调频信号相乘，形成调制信号；在所述后N个时隙的各个时隙内，将所述脉冲幅度调制后的信号与线性调频信号相乘，形成调制信号；所述线性调频信号的载波频率伪随机变化。本发明提高了航空高度表的抗干扰和抗多普勒频移的能力，并提高了测高分辨率。
Description
技术领域
本发明涉及无线电测高领域，尤其涉及一种具有抗干扰能力的航空高度表调制信号的产生方法。
背景技术
测高技术普遍应用于测量陆地和海面上空飞行载体的高度。使用不同的方法进行测高，测定的高度可以是海拔高度，也可以是相对高度，根据原理的不同，测高的高度表可以分为激光、气压、引力、无线电高度表等，这些高度表具有不尽相同的特点和应用场合。
无线电高度表是通过测量电磁波在空气中传播延迟时间的原理来确定飞行载体的高度，有连续波和脉冲两种体制。连续波无线电高度表发射的信号是频率可变的信号，接收到的回波信号中包含延迟的时间信息。脉冲无线电高度表是将脉冲信号向地面辐射，测量接收信号回波中相对发射脉冲的延迟时间，进一步计算出高度值。由于脉冲无线电高度表存在高度模糊问题，因此，现有航空高度表主要采用连续波技术体制。在现有连续波高度表技术体制中，主要采用频率法实现高度距离测量。频率法测高是利用同一时刻回波信号与发射信号两者的频率差，即通过差拍信号的频率来确定高度的。但由于该方法受频率参数的影响较大，导致其测高精度受多普勒频移的影响较大。
尤其是，随着雷达理论和技术的发展以及现代应用电磁环境条件日益复杂，基于连续波技术体制的航空高度表信号，易被截获，抗干扰能力较差，且受多普勒频移的影响较大，导致测高精度低，难以满足现代应用要求，基于新型抗干扰体制的航空高度表的研究势在必行。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，提高航空高度表的抗干扰能力和测高精度，本发明提供了一种航空高度表调制信号的产生方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明提供的一种产生航空高度表调制信号的方法，包括以下步骤：
步骤一：将重复周期时间宽度
T s 划分为2
N个时隙；
步骤二：产生脉冲周期时间宽度为
τ pulse 的待调制脉冲波形
γ(
t)；
步骤三：产生具有良好自相关特性的伪随机序列[
c 1,
c 2,
c 3,…,
c j , …,
c M ]，
c j 为码片个数为
M的伪随机序列的第
j个码片幅值；
步骤四：在前
N个时隙的各个时隙内，按从低至高的码片顺序，将伪随机序列的各个码片幅值
c j 分别与待调制脉冲波形
γ(
t)相乘，实现脉冲幅度调制；再将脉冲幅度调制后的信号与线性调频信号相乘，形成调制信号，表示第
i个时隙的载波频率，从跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f V ]中伪随机选取，
i表示第
i个时隙，取值范围为1~
N的正整数；
步骤五：在后
N个时隙的各个时隙内，按从低至高的码片顺序，将伪随机序列的各个码片幅值
c j 分别与待调制脉冲波形
γ(
t)相乘，实现脉冲幅度调制；再将脉冲幅度调制后的信号与线性调频信号相乘，形成调制信号，表示第
N+
i个时隙的载波频率，从跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f V ]中伪随机选取，
N+
i表示第
N+
i个时隙，
i取值范围为1~
N的正整数；
步骤六：根据航空高度表的重复周期时间宽度
T s ，在下一个重复周期时间宽度
T s 内，重复执行步骤一至步骤五的过程，在重复周期时间
T s 内，产生的航空高度表调制信号为：，
其中，
s 1(
t)、
s 2(
t)、…、
s i (
t)、…、
s N (
t)、
s N+1(
t)、…、
s N+
i (
t) 、…
s 2
N (
t)为各时隙的调制信号，
μ为调频斜率，
γ(
t)为待调制脉冲波形，
τ pulse 为待调制脉冲波形的周期时间宽度，
c j 为码片个数为
M的伪随机序列的第
j个码片幅值，为各时隙调制信号的载波频率，从跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f V ]中伪随机选取，
V为跳频序列中跳频频点总个数。
进一步，在本发明所公开的技术方案中，将重复周期时间宽度
T s 划分为2
N个时间等长的时隙。
进一步，在本发明所公开的技术方案中，待调制脉冲波形
γ(
t)为0阶长球面波函数，在给定时间区间[-
T p /2，
T p /2]内，
γ(
t)满足如下积分方程：
，
式中，为0阶长球面波函数所对应的特征值，为角频率。
进一步，在本发明所公开的技术方案中，将重复周期时间宽度
T s 划分为2
N个时间等长的时隙，时隙时间长度
δ为0.2微秒。
进一步，在本发明所公开的技术方案中，跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f V ]在微波S波段预先设置，跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f V ]中相邻频点之间间隔大于等于2MHz。
优选地，在本发明所公开的技术方案中，伪随机序列为码片个数为11的伪随机序列，伪随机序列的各个码片幅值[
c 1,
c 2,
c 3,…,
c 11]分别为：[-1,-1,-1,1,1,1,-1,1,1,-1,1]。
优选地，在本发明所公开的技术方案中，时隙时间长度
δ、伪随机序列码片个数
M与待调制脉冲波形的周期时间宽度
τ pulse ，三者之间满足关系式：
δ=M×τ pulse 。
优选地，在本发明所公开的技术方案中，待调制脉冲波形的周期时间宽度
τ pulse 包括脉冲发送时间宽度和脉冲停止时间宽度，脉冲发送时间宽度占待调制脉冲波形的周期时间宽度
τ pulse 的百分之五十。
优选地，在本发明所公开的技术方案中，0阶长球面波函数的时间带宽积因子为4π。
本发明的一种航空高度表调制信号的产生方法，至少具有如下有益效果：
（1）提高了抗阻塞式干扰的能力。
在现有技术中，航空高度表信号通常采用固定频率发射，易被侦察设备截收并对其实施大功率阻塞式干扰，其抗干扰能力较差。在本发明所公开的技术方案中，在各个时隙内，将脉冲幅度调制后的信号与线性调频信号或线性调频信号相乘，形成调制信号；线性调频信号的载波频率在密钥控制下从跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f V ]中伪随机选取，进行频率捷变，从而使得侦察设备难以捕获航空高度表信号，从而无法对其实施大功率阻塞式干扰。因此，相对于现有技术来说，本发明所公开的技术方案，提高了抗阻塞式干扰的能力。
（2）提高了抗转发式干扰的能力。
在本发明所公开的技术方案中，将重复周期时间宽度
T s 划分为2
N个时间等长的时隙，时隙时间长度
δ为0.2微秒，在各时隙内，脉冲幅度调制后的信号与线性调频信号相乘，形成调制信号，线性调频信号的载波频率从跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f V ]中伪随机选取，即各个时隙的调制信号载波频率是各不相同的。这使得干扰方实施的转发式干扰只能干扰单个时隙的调制信号，无法干扰相邻时隙的调制信号。从而使得实施转发式干扰的总时间必须小于等于一个时隙时长，即从开始接收信号到转发信号完毕的整个过程必须在同一个时隙内完成。根据无线电波的传输理论可知，实施转发式干扰的平台距被干扰平台的最大距离为：0.1微秒×3×108米/秒=30米，这在实际的应用场景中显然是不合理的，即无法实施转发式干扰。因此，本发明所公开的技术方案，相对于现有技术来说，具有较好的抗转发式干扰的能力。
（3）提高了信号的隐蔽性能。
在现有技术中，航空高度表信号通常采用单一的调制波形（连续波调制或脉冲调制），具有较大峰值功率，易被截获。在本发明所公开的技术方案中，通过产生具有良好自相关特性的伪随机序列，并按码片顺序，将伪随机序列的各个码片幅值分别与待调制脉冲波形
γ(
t)相乘，实现脉冲幅度调制，从而将高功率谱脉冲信号通过伪随机序列进行频谱展宽，以达到降低航空高度表调制信号功率谱密度的目的。因此，相对于现有技术来说，本发明所公开的技术方案，降低了信号的功率谱密度，提高了隐蔽能力和抗截获性能。
（4）提高了抗多普勒频移的能力。
在现有技术中，基于频率法测高的航空高度表，是利用同一时刻回波信号与发射信号两者的频率差，即通过差拍信号的频率来确定高度的，受频率参数的影响较大，导致其测高精度受多普勒频移的影响较大。在本发明所公开的技术方案中，将重复周期时间宽度划分为2
N个时隙，将前
N个时隙的脉冲幅度调制后的信号与正斜率线性调频信号相乘，将后
N个时隙的脉冲幅度调制后的信号与负斜率线性调频信号相乘，以形成调制信号；接收回波信号时，所得到的差拍频率呈现对称三角波特征，对称三角波的正斜率调制区间和负斜率调制区间的差拍频率不同，使得加和处理后的差拍频率等于静止目标所对应的差拍频率，从而消除了多普勒频移对测高的影响，提高了抗多普勒频移的能力。
（5）提高了测高分辨率。
在现有技术中，通常采用矩形脉冲做为包络函数形成调制信号，以实现测高，由于矩形脉冲的时间带宽积较小，从而难以提高航空高度表的测高分辨率。在本发明所公开的技术方案中，待调制脉冲波形采用0阶长球面波函数，具有大时间带宽积特性，用于调制信号的包络函数，可显著提高航空高度表的测高分辨率。因此，相对于现有技术来说，本发明所公开的技术方案，在不增加发射信号功率的前提下，能够解决现有单一调制波形测高分辨率低的问题，将大幅提升航空高度表的测高性能。
附图说明
图1是实施例公开的时隙划分意图。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
在现有技术中，航空高度表信号通常采用频率法实现高度距离测量，利用同一时刻回波信号与发射信号两者的频率差，即通过差拍信号的频率来确定高度的。但基于该技术体制的航空高度表信号，由于反射面不规则、多径、漫反射等问题普遍存在，导致回波信号畸变较为严重，回波信号的杂波干扰较大；进一步，现有技术体制的航空高度表调制信号为定频发射信号，具有较大的高功率主瓣峰值，易被侦察设备截获，抗截获、抗干扰能力较差，且受多普勒频移的影响较大，导致测高精度低，难以满足现代应用要求。
为了解决现有技术中存在的问题，本发明实施例公开了一种航空高度表调制信号的产生方法。在重复周期时间宽度
T s 内，该航空高度表调制信号如下所示。其中，其中，
s 1(
t)、
s 2(
t)、…、
s i (
t)、…、
s N (
t)、
s N+1(
t) 、…、
s N+
i (
t) 、…
s 2
N (
t)为各时隙的调制信号，
γ(
t)为待调制脉冲波形，
τ pulse 为待调制脉冲波形的周期时间宽度，
c j 为码片个数为
M的伪随机序列的第
j个码片幅值，为各时隙调制信号的载波频率，从跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f V ]中伪随机选取，
V为跳频序列中跳频频点总个数，
μ为调频斜率。调频斜率
μ，对于本领域的技术人员来，是已知的现有知识，这里不再赘述。
产生该航空高度表调制信号包括以下步骤：
步骤一：将重复周期时间宽度
T s 划分为2
N个时隙；
步骤二：产生脉冲周期时间宽度为
τ pulse 的待调制脉冲波形
γ(
t)；
步骤三：产生具有良好自相关特性的伪随机序列[
c 1,
c 2,
c 3,…,
c j , …,
c M ]，
c j 为码片个数为
M的伪随机序列的第
j个码片幅值；
步骤四：在前
N个时隙的各个时隙内，按从低至高的码片顺序，将伪随机序列的各个码片幅值
c j 分别与待调制脉冲波形
γ(
t)相乘，实现脉冲幅度调制；再将脉冲幅度调制后的信号与线性调频信号相乘，形成调制信号，表示第
i个时隙的载波频率，从跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f V ]中伪随机选取，
i表示第
i个时隙，取值范围为1~
N的正整数；
步骤五：在后
N个时隙的各个时隙内，按从低至高的码片顺序，将伪随机序列的各个码片幅值
c j 分别与待调制脉冲波形
γ(
t)相乘，实现脉冲幅度调制；再将脉冲幅度调制后的信号与线性调频信号相乘，形成调制信号，表示第
N+
i个时隙的载波频率，从跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f V ]中伪随机选取，
N+
i表示第
N+
i个时隙，
i取值范围为1~
N的正整数；
步骤六：根据航空高度表的重复周期时间宽度
T s ，在下一个重复周期时间宽度
T s 内，重复执行步骤一至步骤五的过程。
在现有技术中，航空高度表信号的无线电波能量通常聚集在有限的频谱带宽内，功率谱密度较大，易于被侦察，隐蔽性能较差。为了提高航空高度表信号的隐蔽性，在本发明实施例所公开的技术方案中，发明人突破现有技术中基于连续波频率法测高的局限性，采用具有良好自相关特性的伪随机序列并按码片顺序，将伪随机序列的各个码片幅值分别与待调制脉冲波形
γ(
t)进行调制，从而将高功率谱信号通过伪随机序列进行频谱展宽，使得航空高度表调制信号的功率被分布在较宽的频谱范围内，从而达到了降低航空高度表调制信号功率谱密度的目的，使其具有较强的隐蔽性，侦察干扰设备难以侦测、截获航空高度表信号。因此，相对于现有技术来说，本发明实施例所公开的技术方案，提高了航空高度表信号的抗截获能力。
进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，接收回波信号进行测高时，基于伪随机序列的良好自相关特性，对接收到的回波信号进行自相关处理，通过累积所***片时间的回波信号能量，能够大幅提升航空高度表调制信号抗畸变、多径、漫反射等失真因素影响的能力，有利于提升航空高度表的测高精度。关于基于伪随机序列的自相关特性对接收到的回波信号进行自相关处理，可采用现有技术中的串行捕获、并行捕获、混合捕获等方法，在现有技术中已公开，本领域的技术人员基于现有技术和惯用技术手段可实施，这里不再赘述。
在雷达电子对抗领域，阻塞式干扰、转发式干扰是常用的干扰类型之一。阻塞式干扰是指使用干扰发射设备发射同频的大功率干扰信号，使被干扰方接收设备的信噪比严重降低，信息被掩盖，以致难以检测出信息，达到干扰的目的。相对于阻塞式干扰来说，转发式干扰不需要获得信号参数，通过将接收到的被干扰信号进行功率放大，再转发给被干扰***，从而达到实施干扰的目的。
在现有技术中，航空高度表信号通常采用固定频率发射信号，易被侦察设备截收对其实施大功率阻塞式干扰，抗干扰能力较差。为了提高航空高度表抗阻塞式干扰的能力，在本发明实施例所公开的技术方案中，在各个时隙内，将脉冲幅度调制后的信号与正斜率线性调频信号或负斜率线性调频信号相乘，形成调制信号；线性调频信号的载波频率在密钥控制下从跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f V ]中伪随机选取，进行频率捷变。干扰方要实施有效的阻塞式干扰，必须使阻塞式干扰信号在频域上能够跟踪航空高度表信号的频率变化。然而，由于航空高度表调制信号的载波频率从跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f M ]中伪随机选取是受密钥控制，因此，干扰方无法掌握频率的变化规律，不能跟踪航空高度表信号的载波频率变化，从而难以实施有效的阻塞式干扰。因此，相对于现有技术来说，本发明所公开的技术方案，提高了对抗阻塞式干扰的能力。关于航空高度表调制信号的载波频率如何从跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f V ]中伪随机选取，通常是通过密钥控制的，这可采用跳频技术实现，对于本领域的技术人员来，是惯用技术手段，这里不再赘述。
优选的，在本发明实施例所公开的技术方案中，航空高度表调制信号的载波频率从跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f V ]中伪随机选取，典型的跳频序列中频点总个数大于20。进一步，跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f V ]在微波S波段预先设置，跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f V ]中相邻频点之间间隔大于等于2MHz，相邻时隙调制信号的载波频率之间频率间隔大于等于5MHz，从而使得航空高度表信号在不同时隙之间的频率捷变跨度增加，进一步提高了干扰方实施阻塞式干扰的难度。干扰方即使采用宽带阻塞式干扰以覆盖多个频点，也难以达成有效干扰。这主要是由于航空高度表信号的频率捷变跨度增加后，迫使阻塞式干扰的功率分布在较宽的频谱范围内以达到覆盖多个频点的目的；但是，此时各频点上的干扰功率会随着频谱宽度的增加急速下降，因此，此时只能用于近距离干扰。进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，载波频率在相邻时隙之间间隔大于等于5MHz，且跳频序列中频点总个数较多，使得航空高度表信号的载波频率能够覆盖较宽的频谱范围，从而迫使干扰方即使采用宽带干扰也无法达到有用效果。航空高度表信号发射后，启动同步模块，在密钥的控制下，捕获回波信号的同步信号，并跟踪载波频率的变化，完成对载频信号跳变的同步，实现对回波信号载波频率的跟踪捕获，完成测高。关于如何跟踪接收处理频率跳变信号，可采用跳频接收技术实现，对于本领域的技术人员来，是惯用技术手段，这里不再赘述。
为了提高航空高度表信号抗转发式干扰的能力，在本发明实施例所公开的技术方案中，将重复周期时间宽度
T s 划分为2
N个时间等长的时隙，时隙时间长度
δ为0.2微秒，将前
N个时隙的脉冲幅度调制后的信号与正斜率线性调频信号相乘，将后
N个时隙的脉冲幅度调制后的信号与负斜率线性调频信号相乘，以形成调制信号，线性调频信号的载波频率从跳频序列[
f 1,
f 2,…,
f V ]中伪随机选取，从而使得各个时隙的调制信号载波频率是互不相同的。由现有知识可知，转发式干扰是干扰方通过将接收到的被干扰信号进行功率放大，再转发给被干扰方，以达到实施干扰的目的。由于在本发明实施例所公开的技术方案中，各时隙之间航空高度表信号的载波频率是各不相同的，因此，这就使得干扰方若实施转发式干扰，只能转发干扰同个时隙的调制信号，无法干扰跨时隙的调制信号，从而使得实施转发式干扰的总时间必须小于等于一个时隙时长，即从开始接收信号到转发信号的整个过程必须在同一个时隙内完成。优选的，在本发明实施例所公开的技术方案中，时隙时间长度
δ为0.2微秒。根据无线电波的传输理论可知，实施转发式干扰的平台距被干扰平台的最大距离为：0.1微秒×3×108米/秒=30米，这在实际的应用场景中显然是不合理的，即无法实施转发式干扰。因此，本发明实施例所公开的技术方案，相对于现有技术来说，具有较好的抗转发式干扰的能力。
在现有技术中，航空高度表信号通常采用频率法实现高度距离测量，利用同一时刻回波信号与发射信号两者的频率差，即通过差拍信号的频率来确定高度的，差拍信号的频率受多普勒频移的影响较大，导致测高精度低。在本发明实施例所公开的技术方案中，在跳频同步信号作用下，对回波信号的载波频率跟踪捕获后进行混频等信号处理，获得回波信号的差拍信号。差拍信号的频率在对称三角波的正斜率调制区间和负斜率调制区间是各不相同的。
进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，运动目标在正斜率调制区间的差拍信号频率可表示为：
运动目标在负斜率调制区间的差拍信号频率可表示为：
式中，表示正斜率调制区间的差拍信号频率，表示负斜率调制区间的差拍信号频率，表示静止目标所对应的差拍信号频率，为运动目标所引起的多普勒频率。通过对上述两个公式加和处理后，由此可得：，该式表示加和处理后的差频信号频率即为静止目标所对应的差拍信号频率，从而可避免多普勒频率对差拍信号频率的影响，从而消除了多普勒频率对测高的影响。因此，相对于现有技术来说，本发明实施例所公开的技术方案，能够消除多普勒频率对测高的影响，提高了测高性能。
在噪声功率谱确定的情况下，航空高度表接收回波信号的检测能力取决于航空高度表所发射脉冲波形的能量。在航空高度表发射功率不变的情况下，为了增加发射信号的能量，现有技术通常是采用增加发射信号的频谱宽度来解决。然而当发射信号频谱宽度增加时，会导致测高分辨率大幅下降。在现有技术中，采用频率法测高时，调制信号的包络函数通常采用矩形脉冲，矩形脉冲的时间带宽积大约在１左右，其较小的时间带宽积使其无法满足提高回波信号检测能力的需求。因此，在发射机功率上限不变的情况下，为了提高回波信号的检测能力，同时满足较高的高度测量分辨率，以解决现有连续波频率法测高的局限，在本发明实施例所公开的技术方案中，采用具有大时间带宽积特征的脉冲信号
γ(
t)设计航空高度表调制信号。
进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，待调制脉冲波形
γ(
t)为0阶长球面波函数（Prolate Spheroidal Wave Functions, PSWFs），在给定时间区间[-
T p /2，
T p /2]内，
γ(
t)满足如下积分方程：
，
式中，为0阶长球面波函数所对应的特征值，为角频率。
由于长球面波函数具有大时间带宽积、最佳能量聚集性等特点，使其具有广泛应用。在本发明实施例所公开的技术方案中，与具有良好自相关特性的伪随机序列参与脉冲幅度调制的脉冲波形
γ(
t)采用长球面波函数；优选的，
γ(
t)为0阶长球面波函数，时间带宽积因子为4π，此时，航空高度表调制信号的主瓣能量聚集性可达99%以上，大幅增加了调制信号对抗信道噪声的能力，用于测高时，使其具有较强的抗干扰能力。不仅如此，0阶长球面波函数
γ(
t)还具有大时间带宽特性，所具有的高能量聚集性，使其用于航空高度表测高时，还有利于提高测高的分辨率。
在现有技术中，由于伪随机序列的实现方式不同，其自相关特性也具有较大差异。虽然M序列易于产生，但其自相关特性较弱。伪随机序列的自相关特性，关系到航空高度表检测回波信号的峰值特性。伪随机序列的自相关性越尖锐，越利于准确捕获回波信号的峰值，用于测高时的精确度越高。进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，伪随机序列的码片个数与航空高度表的测高性能也密切相关，伪随机序列的码片个数越多，累积接收回波信号的能量越大，即有用信号的功率越大，越有利于提高信噪比，从而有利于提高检测能力；但码片个数过多，处理回波信号的时间也会增加，会降低测高的实时性。基于上述分析，发明人通过理论分析，并借助于仿真计算，优化了伪随机序列的码片个数。因此，为了提高航空高度表的测高能力，在本发明实施例所公开的技术方案中，伪随机序列采用码片个数为11的伪随机序列，伪随机序列的各个码片幅值[
c 1,
c 2,
c 3,…,
c 11]分别为：[-1,-1,-1,1,1,1,-1,1,1,-1,1]，此时伪随机序列具有尖锐的自相关峰，有利于捕获回波信号，提高测高精度。
进一步，如图1所示，在本发明实施例所公开的技术方案中，如图1所示，重复周期时间宽度
T s 划分为2
N个时间等长的时隙；时隙时间长度
δ、伪随机序列码片个数
M与待调制脉冲波形的周期时间宽度
τ pulse ，三者之间满足关系式：
δ=M×τ pulse 。进一步，在本发明实施例所公开的技术方案中，待调制脉冲周期时间宽度
τ pulse 与
T p 之间满足关系式：
τ pulse >
T p ，以减小待调制脉冲波形
γ(
t)的持续时间，根据时域和频域的变换关系可知，可进一步展宽航空高度表信号的频谱，在总发射功率不变的情况下，进一步降低了信号的功率谱密度，有利于提高航空高度表信号的隐蔽性和抗截获能力。
在本发明实施例所公开的技术方案中，待调制脉冲波形的周期时间宽度
τ pulse 包括脉冲发送时间宽度和脉冲停止时间宽度，脉冲发送时间宽度占待调制脉冲波形的周期时间宽度
τ pulse 的百分之五十。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列的运用方式。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (9)
1.一种航空高度表调制信号的产生方法，其特征在于，产生航空高度表调制信号包括以下步骤：
步骤一：将重复周期时间宽度T s 划分为2N个时隙；
步骤二：产生脉冲周期时间宽度为τ pulse 的待调制脉冲波形γ(t)；
步骤三：产生具有良好自相关特性的伪随机序列[c 1, c 2, c 3,…,c j , …,c M ]，c j 为码片个数为M的伪随机序列的第j个码片幅值；
步骤四：在前N个时隙的各个时隙内，按从低至高的码片顺序，将伪随机序列的各个码片幅值c j 分别与待调制脉冲波形γ(t)相乘，实现脉冲幅度调制；再将脉冲幅度调制后的信号与线性调频信号相乘，形成调制信号，表示第i个时隙的载波频率，从跳频序列[f 1,f 2,…,f V ]中伪随机选取，i表示第i个时隙，取值范围为1~N的正整数；
步骤五：在后N个时隙的各个时隙内，按从低至高的码片顺序，将伪随机序列的各个码片幅值c j 分别与待调制脉冲波形γ(t)相乘，实现脉冲幅度调制；再将脉冲幅度调制后的信号与线性调频信号相乘，形成调制信号，表示第N+i个时隙的载波频率，从跳频序列[f 1,f 2,…,f V ]中伪随机选取，N+i表示第N+i个时隙，i取值范围为1~N的正整数；
步骤六：根据航空高度表的重复周期时间宽度T s ，在下一个重复周期时间宽度T s 内，重复执行步骤一至步骤五的过程，在重复周期时间T s 内，产生的航空高度表调制信号为：
，
其中，s 1(t)、s 2(t)、…、s i (t)、…、s N (t)、s N+1(t)、…、s N+i (t) 、…s 2N (t)为各时隙的调制信号，μ为调频斜率，γ(t)为待调制脉冲波形，τ pulse 为待调制脉冲波形的周期时间宽度，c j 为码片个数为M的伪随机序列的第j个码片幅值，为各时隙调制信号的载波频率，从跳频序列[f 1,f 2,…,f V ]中伪随机选取，V为跳频序列中跳频频点总个数。
2.根据权利要求1所述的航空高度表调制信号的产生方法，其特征在于，将重复周期时间宽度T s 划分为2N个时间等长的时隙。
3.根据权利要求2所述的航空高度表调制信号的产生方法，其特征在于，待调制脉冲波形γ(t)为0阶长球面波函数，在给定时间区间[-T p /2，T p /2]内，γ(t)满足如下积分方程：
，
式中，为0阶长球面波函数所对应的特征值，为角频率。
4.根据权利要求3所述的航空高度表调制信号的产生方法，其特征在于，将重复周期时间宽度T s 划分为2N个时间等长的时隙，时隙时间长度δ为0.2微秒。
5.根据权利要求4所述的航空高度表调制信号的产生方法，其特征在于，跳频序列[f 1,f 2,…,f V ]在微波S波段预先设置，跳频序列[f 1,f 2,…,f V ]中相邻频点之间间隔大于等于2MHz。
6.根据权利要求4所述的航空高度表调制信号的产生方法，其特征在于，伪随机序列为码片个数为11的伪随机序列，伪随机序列的各个码片幅值[c 1, c 2, c 3,…,c 11]分别为：[-1,-1,-1,1,1,1,-1,1,1,-1,1]。
7.根据权利要求4所述的航空高度表调制信号的产生方法，其特征在于，时隙时间长度δ、伪随机序列码片个数M与待调制脉冲波形的周期时间宽度τ pulse ，三者之间满足关系式：δ= M×τ pulse 。
8.根据权利要求4所述的航空高度表调制信号的产生方法，其特征在于，待调制脉冲波形的周期时间宽度τ pulse 包括脉冲发送时间宽度和脉冲停止时间宽度，脉冲发送时间宽度占待调制脉冲波形的周期时间宽度τ pulse 的百分之五十。
9.根据权利要求4所述的航空高度表调制信号的产生方法，其特征在于，0阶长球面波函数的时间带宽积因子为4π。
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