通信信號的頻率測量原理解析

通信信號的頻域參數(shù)包括載波頻率，帶寬、碼元速率、擴(kuò)頻/跳頻速率等。通信信號的載波頻率是通信信號的基本和重要特征，它相對穩(wěn)定。因此，對通信信號的頻率測量是偵察系統(tǒng)的重要任務(wù)，這是和截獲及分析一起完成。

測頻時(shí)間

測頻時(shí)間是指從接收機(jī)截獲信號至測頻輸出測頻結(jié)果所需的時(shí)間。對于通信偵察系統(tǒng)，希望測頻時(shí)間越短越好。測頻時(shí)間直接影響到偵察系統(tǒng)的截獲概率和截獲時(shí)間。頻域截獲概率，即頻率搜索概率定義為：

其中，△f是測頻接收機(jī)瞬時(shí)帶寬；fh-fl是測頻范圍，即偵察頻率范圍。搜索接收機(jī)的頻率搜索概率很低。截獲時(shí)間是指達(dá)到給定的截獲概率所需的時(shí)間。

測頻范圍、瞬時(shí)帶寬

測頻范圍是指測頻系統(tǒng)最大可測的信號的頻率范圍，瞬時(shí)帶寬是指測頻系統(tǒng)在任一瞬間可以測量的信號的頻率范圍，頻率分辨力是指測頻系統(tǒng)所能分開的兩個(gè)同時(shí)到達(dá)信號的最小頻率差，將測頻誤差的均方根誤差稱為測頻精度。

頻率分辨力和測頻精度

不同系統(tǒng)的測頻范圍、瞬時(shí)帶寬、頻率分辨力差異很大。如傳統(tǒng)的寬帶測頻接收機(jī)的瞬時(shí)帶寬很寬，其頻率截獲概率高，但頻率分辨率很低，等于瞬時(shí)帶寬。而窄帶搜索接收機(jī)的瞬時(shí)帶寬很窄，頻率截獲概率很低，但頻率分辨率很高。傳統(tǒng)搜索接收機(jī)的最大測頻誤差等于正負(fù)二分之一瞬時(shí)帶寬。因此，瞬時(shí)帶寬越寬，測頻誤差越大。

可測頻信號

通信信號可以分成常規(guī)通信信號和擴(kuò)頻（特殊）通信信號。常規(guī)通信信號包括模擬調(diào)制信號，如AM、FM，數(shù)字調(diào)制信號如2ASK、2PSK、QPSK、2FSK、8FSK等，擴(kuò)頻（特殊） 通信包括 DS-SS、FH-SS、QAM、FDMA、CDMA、TDMA 等。 一般而言，常規(guī)通信信號測頻比特殊通信信號的測頻容易。擴(kuò)頻通信信號的測頻比較困難，特別是跳頻和跳時(shí)擴(kuò)頻通信信號、突發(fā)通信信號等。

靈敏度和動態(tài)范圍

靈敏度是保證正確的發(fā)現(xiàn)和測量信號的前提，它與接收機(jī)體制和接收機(jī)的噪聲電平有關(guān)。動態(tài)范圍是指保證測順接收機(jī)精確測頻條件下信號功率的變化范圍，工作動態(tài)范圍是指測頻精度條件下的強(qiáng)信號與弱信號的功率之比。瞬時(shí)動態(tài)范圍則是保證測頻精度條件下的強(qiáng)信號與寄生信號的功率之比。

測頻通常是在偵察系統(tǒng)的前端完成，按照測頻系統(tǒng)采用的技術(shù)原理可以把測頻技術(shù)分別是直接測量法、變換測量法。直接測頻方法使用某種形式的頻率窗口，對進(jìn)入頻率窗口的信號進(jìn)行測頻。 如果使用單個(gè)頻率窗口，在整個(gè)頻率范圍內(nèi)進(jìn)行搜索，稱為搜索頻率窗。如果使用多個(gè)頻率窗口，稱為毗鄰頻率窗或者濾波器組。變化測頻方法使用某種變換，將信號變換到相應(yīng)的變換域，再間接的進(jìn)行測頻，其常用的變換形式是傅立葉變換和Chirp變換。 值得注意的是，通信偵察的頻率范圍一般是很寬的，通常通信偵察接收機(jī)只能工作在某個(gè)頻段內(nèi)。在實(shí)際的通信偵察系統(tǒng)中，偵察接收機(jī)采用的是外差接收機(jī)，通過改變本振頻率，在偵察頻率范圍內(nèi)進(jìn)行頻率搜索，而在瞬時(shí)帶寬內(nèi)可以采用直接測頻或者變換測頻方法。

審核編輯：湯梓紅