JTIDS的頻信信號為擴頻信號,在TDMA中使用了兩種擴頻方式:直序擴頻和跳頻。號及
JTIDS的擴頻脈沖信號是由32個基碼構成的偽隨機序列段對載頻作MSK調制(也叫CPSM調制)而形成的。每個基碼寬0.2us,技術偽隨機序列段長6.4us,知識直序因此脈沖寬度也為4us。貼擴
經MSK調制后,頻信JTIDS脈沖信號的號及功率譜如下圖 14所示。圖中還同時示出了用同樣的擴頻偽隨機序列做相移鍵控調制之后所產生的信號的功率譜。
圖 14?MSK調制信號功率譜密度圖
上圖可見,技術用MSK調制時,知識直序功率譜主瓣寬度下降25%,貼擴主瓣邊沿以每倍頻程12dB的頻信速度滾降,而不是二進制相移鍵控時的6dB。即MSK調試將使頻譜比較集中這就是JTIDS系統采用MSK調制的原因之一。
不過在JTIDS系統中,MSK調制信號還要經過進一步濾波以仔細地控制脈沖前后沿之后才發射出去。最終所到的發射脈沖功率譜如圖 14所示,其特性如下表 5所示:
表 5?JTIDS發射脈沖功率譜特性
距中心載頻的距離(MHz) | 功率譜下降率(dB) |
3 | 10 |
5 | 23 |
13 | 55 |
圖 15?JTIDS發射脈沖信號功率譜圖
總體說來,JTIDS發射脈沖功率譜帶寬約為3.5MHz。在距載頻9至13MHz之間,發射脈沖的功率譜以每倍頻程24dB下降。
而為了避免JTIDS系統與空管雷達/IFF系統之間不發生相互干擾,JTIDS也不選擇1030MHz和1090MHz附近的載頻進行使用。JTIDS發射脈沖功率譜需保證在1030MHz或1090MHz附近±7MHz頻段內,功率譜密度將比峰值低60dB。
如果不用偽隨機序列,而用一般二進制序列作調制信號或用相移鍵控調制方式,同時脈寬采用6.4us,也保持載有5bit信息,那么帶寬將減小為0.78MHz。可見由于使用偽隨機序列作為調制信號,結果是脈沖功率譜帶寬展寬了,因此實現了頻譜擴展,這種擴頻方式叫直序擴頻。
直序擴頻的結果將使信號功率譜密度下降,從而使敵方的情報系統不容易檢測到,也降低了對其它同波段用戶的干擾。同時,由于調制信號是一個編碼信號,因此敵方即便檢測到信號而提取其中信息也會變得困難。
直序擴頻對熱噪聲和人為干擾也有一定抑制能力。在接收端,到達的信號將是所希望的信號與干擾信號的疊加,被送到相關器上去與本地基準碼相比較,以選出與本地基準相匹配的輸入信號分量。
由于基準信號和所希望的信號是相同的,因而也是寬帶信號,相關過程的效果是把希望的寬帶輸入信號變為窄帶信號,而把不希望的輸入信號的頻譜擴展到和本地基準信號的頻譜一樣寬,甚至還要超過。
例如,如果不希望的輸入信號來自一個連續波干擾機,那么在相關器輸出端干擾信號會變成一個和本地基準信號一模一樣的寬帶信號;如果不希望的輸入信號來自一個噪聲干擾機,那么這種寬帶噪聲干擾信號在相關器輸出端將變成一個噪聲和寬帶信號的混合信號,帶寬比進來時還要寬許多。
由于接收機知道所希望的信號在通過相關器之后其帶寬是多少,因此在相關器之后接有一個窄帶濾波器,恰好能通過希望的信號,而將大部分展寬了的不希望的信號濾除掉。這就是直序擴頻抗干擾的原理。
從技術上說,直序擴頻類似于雷達技術中使用的脈沖壓縮技術,它實質上是脈沖寬度與其頻譜帶寬的乘積問題。
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