摘要：敵我識(shí)別（IFF） 系統(tǒng)是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中電子信息戰(zhàn)的重要組成部分。為了實(shí)現(xiàn)IFF信號(hào)的偵察，本文介紹了一種基于FPGA的敵我識(shí)別信號(hào)檢測(cè)方法。該系統(tǒng)采用具有國產(chǎn)化替代方案的FPGA+ADC硬件架構(gòu)，通過超外差無線接收方式和相關(guān)檢測(cè)算法實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的時(shí)域、頻域測(cè)量。結(jié)合對(duì)IFF信號(hào)的特征分析，完成了對(duì)IFF信號(hào)的模式識(shí)別。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該設(shè)計(jì)不僅可以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地完成IFF信號(hào)的檢測(cè)，還能根據(jù)工程需求實(shí)現(xiàn)更多的功能擴(kuò)展。

關(guān)鍵詞：敵我識(shí)別；FPGA；國產(chǎn)化；超外差

中圖分類號(hào)：TN 971.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2024）19-0091-03

0 引言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電子信息戰(zhàn)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中占據(jù)著越來越重要的地位。在現(xiàn)代信息化戰(zhàn)場(chǎng)中，敵我識(shí)別系統(tǒng)不僅是軍事對(duì)抗的重要手段之一，也是電子偵察領(lǐng)域的重要組成部分。目前的雷達(dá)敵我識(shí)別系統(tǒng)由詢問機(jī)和應(yīng)答機(jī)組成，詢問信號(hào)的工作頻段為1030MHz，應(yīng)答信號(hào)的工作頻段為1090MHz。敵我識(shí)別系統(tǒng)的發(fā)展歷經(jīng)MARK X、MARK XII及最新一代的MARK XIIA系統(tǒng)[1]。本文介紹了一種基于FPGA的敵我識(shí)別信號(hào)偵察方法，該方法采用FPGA+ADC的硬件架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了IFF信號(hào)的多通道接收，對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)、分選后完成IFF信號(hào)的模式識(shí)別。

1 基于FPGA 的IFF 信號(hào)偵察系統(tǒng)組成

二次雷達(dá)是IFF系統(tǒng)的核心組成部分，信號(hào)采用脈沖編碼方式進(jìn)行調(diào)制。每種模式都包含詢問和應(yīng)答兩種工作方式，如MARK X、MARK XII系統(tǒng)詢問、應(yīng)答信號(hào)格式所示[2]。系統(tǒng)主要包括ADC數(shù)據(jù)采樣、超外差接收、信號(hào)模式分選等幾個(gè)模塊。系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。ADC數(shù)據(jù)采樣模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入數(shù)據(jù)的正確接收，并恢復(fù)成數(shù)據(jù)流形式，用于后級(jí)的超外差數(shù)據(jù)處理。超外差接收模塊完成對(duì)中頻的窄帶濾波、時(shí)域檢測(cè)和參數(shù)提取、頻率參數(shù)估計(jì)運(yùn)算，將最終結(jié)果封包形成脈沖描述字（PDW） ，用于信號(hào)模式分選和存儲(chǔ)。信號(hào)模式分選模塊根據(jù)全脈沖數(shù)據(jù)對(duì)各種模式并行開展模式識(shí)別，得到的結(jié)果分成兩路：一路直接送入數(shù)據(jù)幀編碼模塊，按照?qǐng)?bào)文幀格式進(jìn)行編碼輸出；另外一路輸入到中頻數(shù)據(jù)采集模塊，用于模式采集。

在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，F(xiàn)PGA作為一種具有高度可編程性、高速數(shù)據(jù)傳輸和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理能力的芯片，在通信領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文選用Xilinx公司的XC7VX690T 系列芯片，該芯片具備高性能、低功耗、大容量等特點(diǎn)，其國產(chǎn)化替代方案可選擇復(fù)旦微的JFM7VX690T80。ADC 采樣芯片選擇TI 公司的ADS4449，ADS4449 是一款高線性四通道14 位250MSPS模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC） ，具有低噪聲性能以及在寬輸入頻率范圍內(nèi)出色的SFDR，其國產(chǎn)化替代方案為航天民芯AS4449。