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为了更好地保真复制各类信号，为研究数字射频存储器提供可靠的仿真理论依据是本文的主要研究内容。

　　1基本原理

　　数字射频存储（DRFM）的基本工作原理：

首先将输入射频信号下变频为中频信号，经A／D变换后成为数字信号，写入高速存储器中。

当需要重发这一信号时，在控制器控制下读出此数字信号并由D／A变换为模拟信号。

然后用同一本振作上变频，得到射频输出信号，完成对输人信号的存储转发。

　　首先对量化过程进行分析，现假设基带输入信号为一个正弦信号gi（t）=Esinωit，量化位数为N，经过量化后的信号可用阶梯波y（t）表示，y（t）可以被认为是N对矩形波的叠加。

如果A／D变换的量化位数为m，那么正或负半周的量化台阶数为N=2m-1。

　　阶梯波的表达式为：

　　E2n+1就是量化产生的谐波分量幅度，可由该式计算各阶谐波的功率。

　　在采样的过程中，为简便起见，以一位量化信号作为输入，则输入信号为：

式中：

E，ωi分别为输入信号的幅度和角频率。

设采样脉冲信号为fs（t），采样后的信号为fo（t），则采样过程在时域上的数学表示式为fo（t）=fi（t）fs（t），在DRFM中采用等间隔均匀采样，采样周期为Ts，采样时钟频率ωs=2πfs。

在实际电路中，采样是在采样脉冲上升的瞬间完成的。

因此采样脉冲的宽度可以看成一个窄脉宽，用τs。

来表示。

采样脉冲的傅里叶级数为：

Es，τs，Ts和ωs分别为采样信号的幅度、脉宽、周期和角频率。

则：

　　在式（6）中，第一项是基带的谐波信号，是由量化所产生的频谱成分，只有在基带滤波器内，谐波将成为寄生信号，所有nωi>

ωs／2的项将被滤除（n取奇数）；

第二项则完全在滤波器外，不用考虑；

第三项是交调信号，满足（mωs-nωi）<

ωs／2的所有成分，将成为交调寄生信号，它们是信号谐波与时钟谐波的交叉调制引起的。

若以D表示脉冲信号占空比，且忽略第二项，则式（6）变为：

　　式（8），式（9）即为计算1b量化DRFM的高次谐波和交调信号幅度的方法。

　　2仿真模型

　　通过建立数学模型，应用当前功能强大的Matlab中Simulink工具箱可以很好地实现该系统的仿真。

采样与量化过程的仿真建模如图1所示。

　　信号发生部分采用SignalGenerator模块产生正弦波；

噪声源采用GaussianNoiseGenerator，Zero-OrderHold模块实现采样功能。

CompareToZero模块实现单比特量化，UniformEncoder模块实现多比特量化。

各路信号分别经DataTypeConversion转换为合适的数据格式，送入SpectrumScope显示频谱。

该模型同时显示四路信号经处理后的频谱，四路信号由同一信号源产生，以使得结果更具可比较性。

为了尽量模拟实际环境，加入了均值为0、方差为0．01的高斯噪声。

3仿真分析

（1）输入信号频率fi=10MHz，经理论分析计算得到表1。

　　对模型进行仿真得到结果如图2所示（（a）～（d）分别对应于仿真模型的四个支路）。

（2）输入信号频率fi=20MHz。

经理论分析计算得到表2；

对模型进行仿真结得到结果如图3所示（（a）～（d）分别对应于仿真模型的四个支路）。

　　由理论图表及仿真图形可知，该组仿真方案没有谐波产生，频谱图中仅有45MHz处的基波和15MHz，75MHz处的交调，这一现象是由于信号频率过高，以致于谐波频率过高而被基带滤波器除去。

尽管没有谐波产生，但是交调的功率很大，对系统的高性能工作同样是一个不利因素。

　　4结语

　　综上所述，根据采样与量化过程仿真分析可以得出：

（1）采样和量化使信号频谱发生变化，出现了新的频率分量——谐波和交调，降低了DRFM的有效发射功率，使得系统的工作能力变差。

（2）噪声污染会使频谱变得更加复杂，对于一个系统，输出信噪比取决于输入信噪比和系统内部信噪比，因此噪声的存在必将降低DRFM的信噪比。

　　（3）总的来讲，谐波分量随频率增加降低，而交调分量随频率增加升高，也就是说高次谐波幅度较低次的小，而高次交调幅度较低次的大。

　　（4）当信号频率和采样率一定时，提高采样率或增加量化位数都可以起到抑制寄生信号的作用。

具体来讲，提高采样率对交调有很好的抑制作用，而对谐波作用不明显；

增加量化位数对交调和谐波都有很好抑制作用。

电子对抗中的DRFM技术

摘要 

数字射频存储器是电子战中较为行之有效的技术手段，它能通过对接收到的敌方信号进行不同的处理以实现时敌方雷达进行相应的干扰。

由于雷达信号瞬时带宽的不断增大而使器件发展水平滞后，信道化DRFM技术重要性变得日益突出。

文中简述了DRFM的基本原理和信道化DRFM的的方法，并用Matlab仿真验证了信道化DRFM的可行性，分析了通道数量对合成信号的质量的影响，为以后的工程中实现DRFM存储较高的瞬时带宽提供了理论基础。

关键词 

数字射频存储器；

电子战；

信道化

电子对抗是敌对双方运用特定电子设备进行的电磁对抗，包括电子侦察与反侦察、电子干扰与反干扰、电子摧毁与反摧毁、电子欺骗与反欺骗等。

其中，雷达对抗是电子对抗中重要一类，其技术水平随着近年来雷达技术的快速发展而不断提高。

现代的雷达技术发展迅速，有效的干扰信号基本都是与雷达的波形匹配，所以导致许多传统的干扰方法失效。

新技术雷达的抗干扰性较强，例如相参火控雷达和相参制导雷达，他们需要雷达对抗系统做出快速的反应，才能及时对雷达起到干扰作用，所以新的雷达对抗系统不仅要求干扰信号与雷达信号高度匹配，还需要雷达对抗系统能够迅速地做出反应，而数字射频存储技术就能满足雷达对抗系统的这些要求，成为了干扰新体制雷达的有效手段。

数字射频存储（DigitaiRadioFreguencyMemory，DRFM）技术，其特点是以数字形式作为存储信号信息方式，能够对信号进行高速采样，即可以迅速地对射频和微波信号进行再现，因为是对雷达原信号的复制，所以干扰信号与雷达信号匹配。

对雷达进行电子干扰主要是通过DRFM对空间雷达信号进行接收，然后存储，再经过调制处理成特定的干扰信号，最后发射干扰信号去干扰雷达。

自从英国EMI电子公司韵ChrisHaynes在1974年提出DRFM的基本原理后，该技术已被许多发达国家广泛应用在雷达对抗领域，对敌方雷达信号的存储和复制加工处理，以干扰和欺骗敌方的雷达系统。

随着DRFM技术在电子战中的应用和发展，使得研究DRFM技术对提高我国雷达对抗水平，增强我国电子战的综合实力有重要的意义。

1DRFM基本原理

图1所示为DRFM系统的基本结构框图，其组成结构及主要组成单元，包括两个混频器供接收信号和发射信号前的上下变频工作，主要是将射频信号变换到基带信号范围内。

模数和数模转换器是用于将现实中的模拟信号变为数字信号存储的关键。

核心的存储单元是用于存储和调制数字信号。

存储单元的模数和数模转换器都由控制单元控制，通过控制器，能使DRFM系统完成不同的应用要求。

本文引用地址：

2信道化DRFM

随着数字射频存储器技术的进步，其面临的信号瞬时带宽变得越来越大，所以重要的研究方向还是扩展瞬时带宽，为达到这一目的，最直接的方法是选用性能高的器件，以直接满足瞬时带宽的要求，但是这需要较高的硬件水平，即让多个数字射频存储器同时工作，实现对整个频带内的信号进行DRFM，具体方法是射频信号通过混频器和一组本振下变频到中频，然后经过滤波器滤波后进行单个信道的DRFM，当需要发射干扰信号时，存储的信号经过模数转换后再通过相同的那组本振变换到高频，最后拼接成为完整的干扰信号。

纯信道化DRFM的原理如图2所示。

使用功率分配器将接收频率区间平均分成n路，从功率分配器输出的每路信号，经过混频器和带通滤波器做下变频，把射频信号转换成中频信号，然后将每个通道中滤波后的信号分别进行DRFM。

经过DRFM的信号可以通过相应的混频器变回高频信号，最后经过合路器按照一定的规则将分路信号合成完整的干扰信号。

其中各路混频器中的本振信号频率不相等，保持各路在进行DRFM时能够输入带宽相等的中频频率。

设置DRFM储存信号的范围为f1-f2，其中f1是DRFM的存储信号频率的下限；

f2为DRFM存储信号频率的上限。

根据所分通道数量n计算本振f0n和带通滤波器带宽B如式

（1）和式

（2）

射频信号经过上述处理成为多个容易进行DRFM处理的中频信号，这样就解决了信号瞬时带宽过大而器件不能满足的问题。

3信道化DRFM的计算机仿真

在Matlab7．9的实验环境下，首先产生一个有多个参数可变的线性调频信号，x（t）=Acos[2πf0t+0．5μt2]，具体参数：

幅度A为1．2，带宽B和起始频率f0可变。

然后将信号等分为n路，按照式

（1）和式

（2）选取n个本振，分别与原信号混频，再通过一个截止频率为B／（2n）的低通滤波器，这样就将原信号等分为n份，且都分布在相同的频段内。

鉴于单通道DRFM的缺点，每个通道内又使用了正交双通道技术，就是将每路的中频回波信号再分解为两个相似的支路，两路信号差别只是其电压相位差90°

，然后每路再进行采样、量化和存储，最后输出时通过相同的本振做上变频处理求和得到原信号。

选取起始频率为200MHz，带宽为600MHz，分别在通道数n=4和n=8时进行实验，结果如下。

仿真结果总结：

信道化后的信号基本可以恢复原信号，有些失真的原因主要是滤波器不理想造成通道重合以及信道化后的相位不连续。

通过4通道和8通道信号比较可知，虽然通道数量的增加可以降低对带宽和采样率的要求，但子通道数量越多，合成信号失真的程度越大，所以需要根据信号带宽和器件要求合理选取信道数量。

4结束语

DRFM技术在现在电子战中发挥着越来越重要的作用，所以探究信道化DRFM技术，改善DRPM接收的瞬时带宽，对产生最佳干扰信号源、干扰现代体制雷达有重要作用。

文中介绍了DRFM的基本原理和信道化DRFM的方法，结合仿真验证了用信道化DRFM扩展带宽的可行性。

在信道化DRFM的过程中，要根据目标信号带宽和工程硬件水平合理地选择通道数量。

在研究过程中也发现了一些需要解决的问题。

信道化后再进行信号拼接时子信道间重合带宽和相位不连续都会使合成信号与原信号产生一定的失真。