0 引 言
近十余年,国内外对复合调制信号,尤其是FSK/PSK信号的研究有所报道。由于FSK和PSK序列均具有伪随机性,信号亦具有低截获概率(LPI)特性。本文拟从另一个角度即不同PSK调制对FSK/PSK信号旁瓣抑制的影响进行探讨。
FSK序列的频率服从均匀分布,探讨了均匀二相编码序列、Barker码扩展序列及其组合码序列等多种PSK调制下FSK/PSK信号的相关特性。结果表明,组合码序列具有好的旁瓣抑制特性,同时这种信号也是一种大时带宽积信号,在高分辨率(HR)、抗电磁干扰(ECCM)、雷达、保密移动通信等领域有好的应用前景。
l 基本原理
FSK/PSK信号的复包络可由式(1)描述:
式中:N是子脉冲总数;T为子脉冲宽度;cn为PSK序列;an是子脉冲串中第n个子脉冲的频率,对应为FSK序列,该序列的基频为1/T。
PSK序列C=(c1,c2,c3,…,cN-1)的非循环自相关函数x(k)定义为:
故子脉冲间的自相关函数为:
从式(9)和上式可以看出Ruu(r)的包络呈sinc函数形状,x(l)是加权,它与PSK的调制方式有关,r(ε)取决于FSK序列。因此,不同PSK序列可得到不同的加权,从而呈现不同旁瓣抑制特性。
2 仿真实验与讨论
仿真实验环境:FSK序列的频率保持均匀分布特性,PSK序列分别采用以下调制方式,对FSK/PSK复合调制信号的自相关特性进行仿真。
(1)无PSK调制。
(2)基于Barker码的扩展序列:
BKCl:Barker码序列周期重复;
BKC2:Barker码序列单个周期的每个元素重复。
(3)均匀二相编码序列。
(4)均匀二相编码与BKCl组合。
(5)均匀二相编码与BKC2组合。
实验中,K×N FSK/PSK复合调制信号的K是倍频数,N是子脉冲总数,子脉冲宽度T=1 μs,仿真结果如图1~图6所示。
表1概括了基于不同PSK调制方式获得的不同形式FSK/PSK信号的旁瓣抑制特性。图1是无PSK调制的信号,距离旁瓣值为一21.12 dB。这是由于FSK/PSK信号中FSK序列的频率是等概率出现的,不可避免地会出现相邻子脉冲频率相等的情况,使脉冲间的相关性加强。
图2~图6所示信号的旁瓣抑制值均优于无PSK调制的信号。从表1更清楚地看出,不同的PSK调制对旁瓣抑制值影响不同。BKC2与均匀二相编码组合的PSK调制方式得到了最好的结果,优于无PSK序列调制11 dB。均匀二相码序列旁瓣抑制最大值为一30.81 dB,与图1相比降低了9.6 dB,同时均匀二相码的技术目前研究的比较成熟,这种序列也不失为一种好的编码方式。
3 结 语
基于复合调制信号FSK/PSK的自相关特性出发,研究了多种FSK/PSK复合调制信号的旁瓣抑制特性。理论分析和计算机仿真结果表明,PSK序列在FSK/PSK信号中起到了降低旁瓣值的作用,且不同PSK调制对旁瓣抑制的影响不同,BKC2与均匀二相码组合序列旁瓣抑制值达到一32.12 dB,这些结论在工程应用中有重要意义。