噪声调幅信号的功率谱可由(2-18)式经傅里叶变换求得:
(2-24)
式中, 为调制噪声的功率谱,第一项代表载波的功率谱,后两项代表调制噪声功率谱的对称搬移,上、下边带功率之和为旁频功率 ,其功率等于调制噪声功率的一半,即
(2-25)
由于雷达接收机检波器的输出正比于噪声调制信号的包络,因此,起遮盖干扰作用的主要是旁频功率。如果对调制噪声 不加限幅处理,在不产生过调制条件下( ),旁频功率仅为载波功率很小的一部分:
(2-26)
提高干扰的有效功率主要是提高调幅信号的旁频功率。提高旁频功率的方法有两种:一是提高载波功率 ;二是加大有效调制系数 。第一种方法就是提高干扰机的发射功率,而不是提高其中产生旁频的效率,但发射功率的增加将受到发射器功率条件等的限制。第二种方法主要是对 适当限幅,提高旁频功率在发射功率中的比例。
常用的限幅特性为双向折线幅。设 分别为限幅前后的噪声电压, 为限幅电平,则
(2-27)
限幅将使噪声的质量变坏(熵 ),在限幅电平 处出现平顶,当信号位于平顶上时,容易被发现。这种由于限幅使噪声出现平顶的现象,称为“天花板”效应。“天花板”效应的影响与限幅电平的选择和限幅特性有关。衡量限幅程度的量为限幅系数 ,
(2-28)
式中, 是限幅前噪声的有效值, 为限幅电平。 值越大,限幅越严重,“天花板”效应越明显。
限幅越严重,限幅后噪声的峰值系数越小,有效调制系数越大。由于限幅使非线性处理,因而噪声限幅后将产生许多新的频率分量,使噪声的频谱展宽。计算证明,当限幅系数小于1时,由限幅引起的谱展宽是不大的;当限幅系数大于1时,由限幅引起的谱展宽较为明显。
(2) 噪声调幅噪声干扰的仿真研究
计算机仿真参数:载波频率为 ,采样频率为 ,高斯白噪声低通滤波器的截止频率为 ,信号持续时间为 。
由噪声调幅信号的表达式可以看出:产生噪声调幅干扰的关键在于带限噪声的产生。我们可以产生一组相互独立的高斯白噪声数,再让它通过一个低通滤波器即可产生所需的带限噪声。通过仿真可得到带限噪声波形图和其频谱图如图2-7、图2-8所示。
图2-7 低通高斯白噪声波形图
图2-8 低通高斯白噪声的频谱图
利用带限高斯噪声进行幅度调制,可得到所需的噪声调幅干扰信号及其相应的频谱图。未限幅时的仿真参数:最大调制系数为 ,未限幅噪声的有效调制系数为 ,未限幅噪声调幅的波形图及其频谱图如下图2-9、图2-10所示。
图2-9 未限幅时噪声调幅干扰时域波形
图2-10 噪声调幅干扰频谱图
对调制噪声进行硬限幅时的仿真参数:限幅电压 ,限幅系数( )为0.89,最大调制系数( )为0.33,硬限幅幅噪声调幅干扰信号的波形图及其频谱图如下图2-11、2-12。
图2-11 硬限幅噪声调幅干扰信号波形图 MATLAB雷达有源干扰建模与仿真+文献综述(7):http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_1611.html