[发明专利]基于变采样率的复杂电磁环境时域信号模拟方法

摘要

本发明公开了一种基于变采样率的复杂电磁环境时域信号模拟方法，主要解决现有技术运算速度缓慢，造成电子设备无法正常工作的问题。其实现步骤是：1)确定雷达发射机、通信发射机的数量及参数；2)计算雷达发射机和通信发射机的发射信号采样频率，得到雷达发射机和通信发射机的发射信号总采样频率；3)计算雷达发射机和通信发射机的发射信号频谱；4)利用信号频谱计算观测点处雷达发射机和通信发射机的信号幅值、位移频谱；5)计算观测点处雷达发射机和通信发射机的叠加频谱；6)利用叠加频谱计算雷达发射机和通信发射机的发射信号时域模拟信号。本发明大幅度减小了运算量，提高了电子设备反应速度，可用于避免各种电磁设备相互干扰。

主权项

1.一种基于变采样率的复杂电磁环境时域信号模拟方法，包括：(1)在空间放置M台雷达发射机和N台通信发射机，其中，每台雷达发射机的功率Prm和天线增益Grm均大于零，每台雷达发射机的发射信号为srm(t)；每台通信发射机的功率Pcn和天线增益Gcn均大于零，每台通信发射机的发射信号为scn(t)，其中，M≥1，N≥1，m表示雷达发射机序号，m＝1,2,...,M，n表示通信发射机序号，n＝1,2,...,N；(2)计算各雷达发射机的发射信号采样频率frm和各通信发射机的发射信号采样频率fcn：(2a)根据各雷达发射机的发射信号带宽Brm，计算各雷达发射机的发射信号采样频率frm：frm＝ηBrm其中，对复信号采样取1.2＜η＜1.3，对实信号采样取2.4＜η＜2.6；(2b)根据各通信发射机发射信号的带宽Bcn，计算各通信发射机发射信号的采样频率fcn：fcn＝ηBcn其中，对复信号采样取1.2＜η＜1.3，对实信号采样取2.4＜η＜2.6；(3)根据各雷达发射机的发射信号采样频率frm和各通信发射机的发射信号采样频率fcn，分别计算雷达发射机的发射信号总采样频率Ωr和通信发射机的发射信号总采样频率Ωc:(3a)取各雷达发射机的发射信号采样频率frm的最小值和最大值，得到雷达发射机的发射信号最低采样频率frsL和最高采样频率frsH；(3b)根据雷达发射机的发射信号最低采样频率frsL和最高采样频率frsH，以及其所对应的雷达发射机的发射信号最低带宽BrL和最高带宽BrH，计算雷达发射机的发射信号总采样频率Ωr；(3c)取各通信发射机的发射信号采样频率fcn的最小值和最大值，得到通信发射机的发射信号最低采样频率fcsL和最高采样频率fcsH；(3d)根据通信发射机发射信号的最低采样频率fcsL和最高采样频率fcsH，以及其所对应的通信发射机的发射信号最低带宽BcL和最高带宽BcH，计算通信发射机的发射信号总采样频率Ωc：(4)根据各雷达发射机的发射信号为srm(t)和各通信发射机的发射信号为scn(t)，分别计算各雷达发射机的发射信号频谱Srm(f)和各通信发射机的发射信号频谱Scn(f)；(5)设置一个观测点，根据各雷达发射机的发射信号频谱Srm(f)和各通信发射机的发射信号频谱Scn(f)，分别计算观测点处各雷达发射机的雷达信号幅值Arm、位移频谱S′rm(f)和各通信发射机的通信信号幅值Acn、位移频谱S′cn(f):(5a)计算观测点处各雷达发射机的雷达信号幅值Arm、发射信号频谱S′rm(f)：其中，Rrm表示雷达发射机到该观测点的距离，τrm＝Rrm/c表示观测点与雷达发射机间的时间延迟，c表示光速；(5b)根据各雷达发射机的发射信号中心频率f_0rm，将雷达发射机的发射信号频谱从傅里叶变换后的原始频率移位到中心频率f_0rm，得到雷达发射机的位移频谱：(5c)计算观测点处各通信发射机的通信信号幅值Acn、发射信号频谱S′cn(f)：其中，Rcn表示通信发射机到该观测点的距离，τcn＝Rcn/c表示观测点与通信发射机间的时间延迟，c表示光速；(5d)根据各通信发射机的发射信号中心频率f_0cn，将通信发射机的发射信号频谱从傅里叶变换后的原始频率移位到中心频率f_0cn，得到通信发射机的位移频谱：(6)分别计算观测点处各雷达发射机的雷达信号叠加频谱Sr(f)和通信发射机的通信信号叠加频谱Sc(f)：(6a)计算观测点处各雷达发射机的雷达信号叠加频谱Sr(f)：(6a1)根据各雷达发射机的发射信号中心频率f0rm和带宽Brm，计算各雷达发射机的发射信号起始频率frmL和终止频率frmH：frmL＝f0rm‑Brm/2，frmH＝f0rm+Brm/2；(6a2)取所有雷达发射机的发射信号起始频率中的最小值，终止频率中的最大值，得到雷达发射机的发射信号最低频率frL和最高频率frH：frL＝min{frmL}，frH＝max{frmH}；(6a3)以雷达发射机的发射信号频率作为x轴，观测点处雷达发射机的雷达信号位移频谱幅值S′rm(f)作为y轴构造雷达频率‑幅值谱，其中以雷达发射机的发射信号最低频率frL作为x轴的起点，最高频率frH作为x轴的终点，将各雷达发射机的雷达信号位移频谱S′rm(f)按每个频点上的谱线幅值依次放入该雷达频率‑幅值谱中，将频点重叠部分的雷达发射机的雷达信号位移频谱幅值S′rm(f)进行叠加，得到观测点处的雷达发射机的雷达信号叠加频谱Sr(f)；(6b)计算观测点处各通信发射机的通信信号叠加频谱Sc(f)：(6b1)根据各通信发射机的发射信号中心频率f0cn和带宽Bcn，计算各通信发射机的发射信号起始频率fcnL和终止频率fcnH：fcnL＝f0cn‑Bcn/2，fcnH＝f0cn+Bcn/2；(6b2)取所有通信发射机的发射信号起始频率中的最小值，终止频率中的最大值，得到通信发射机的发射信号最低频率fcL和最高频率fcH：fcL＝min{fcnL}，fcH＝max{fcnH}；(6b3)以通信发射机的发射信号频率作为x轴，观测点处通信发射机的通信信号位移频谱幅值S′cn(f)作为y轴构造通信频率‑幅值谱，其中以通信发射机的发射信号最低频率fcL作为x轴的起点，最高频率fcH作为x轴的终点，将各通信发射机的通信信号位移频谱S′cn(f)按每个频点上的谱线幅值依次放入该通信频率‑幅值谱中，将频点重叠部分的通信发射机的通信信号位移频谱幅值S′cn(f)进行叠加，得到观测点处的通信发射机的通信信号叠加频谱Sc(f)；(7)根据雷达发射机的发射信号总采样频率Ωr和通信发射机的发射信号总采样频率Ωc，对雷达发射机的雷达信号叠加频谱Sr(f)和通信发射机的通信信号叠加频谱Sc(f)进行傅里叶逆变换，得到雷达发射机的发射信号时域模拟信号sr(t)和通信发射机的发射信号时域模拟信号sc(t)。