專利名稱：并入有光纖延遲線技術(shù)的通信和數(shù)據(jù)鏈路干擾機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及電子對抗系統(tǒng)。更具體而言，本發(fā)明涉及基于使用光纖再循環(huán)技 術(shù)的射頻(RF)存儲器裝置的通信干擾系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代軍事通信系統(tǒng)經(jīng)常采用短的、突發(fā)型傳輸。所述傳輸可以靜態(tài)頻率發(fā)生或可 不斷地循環(huán)通過秘密頻率序列以防止檢測和干擾。典型地，所述系統(tǒng)僅在特定頻率上 傳輸最多幾毫秒。經(jīng)常搜尋干擾所述傳輸以作為對抗，但在實(shí)際中，所述傳輸?shù)臉O短 持續(xù)時(shí)間使干擾變得困難。
現(xiàn)代軍事通信系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展需要在戰(zhàn)場的指定戰(zhàn)區(qū)中檢測和對抗敵軍通信的 能力，不管所述傳輸多么短，或?yàn)楸苊鈾z測通信改變頻率多么快。此外，由于目標(biāo)傳 輸?shù)某掷m(xù)時(shí)間如此短，因此評估信號、作出確定且然后指導(dǎo)干擾傳輸是不實(shí)際的。在 信號停止傳輸或已移動到新的頻率上之前，簡直沒有足夠的時(shí)間來處理所述信號。
常規(guī)干擾系統(tǒng)試圖以兩種方式中的一者來解決所述"短循環(huán)"問題(1)阻塞
干擾，其涉及用隨機(jī)或經(jīng)分布噪聲"濺灑"射頻(RF)頻譜段以通過強(qiáng)力干擾跳頻傳 輸。由于幾個(gè)原因，阻塞干擾是不實(shí)際的，其中的一個(gè)原因是施加充足的RF能以沖 洗掉所有傳輸所需功率量。(2)響應(yīng)干擾，也稱為"快速反應(yīng)"干擾，只要敵軍傳輸 是有源的，所述響應(yīng)干擾就需要接收信號并此后立即自動有選擇地干擾所述信號。又 存在兩種類型的響應(yīng)干擾。第一種類型是"轉(zhuǎn)發(fā)器"干擾，其使用接收器來測量有源 信號的具體參數(shù)，所述具體參數(shù)對于構(gòu)造干擾波形是必需的。第二種類型是"跟蹤器" 干擾，其捕獲或攔截有源信號的樣本并向所述樣本施加干擾調(diào)制以產(chǎn)生干擾信號。
圖1中顯示典型的常規(guī)轉(zhuǎn)發(fā)器干擾機(jī)100。其包含天線102、傳輸/接收(T/R)開 關(guān)104、接收器106、控制器108和激勵(lì)器110。轉(zhuǎn)發(fā)器干擾機(jī)100經(jīng)編程以攔截并響 應(yīng)于來自潛在目標(biāo)的有源信號。在干擾機(jī)操作的信號檢測階段(或接收模式)期間， 控制器108啟動傳輸/接收(T/R) 104開關(guān)以允許外部信號通過天線102進(jìn)入系統(tǒng)以 供接收器106處理。典型地，接收器106跨越預(yù)期的威脅操作頻率范圍(圖1A中的
"預(yù)期目標(biāo)范圍"117)掃描瞬時(shí)帶寬窗口116 (如圖1A中所示)。
一旦檢測到信號，控制器108確定是否應(yīng)該中斷或干擾所述信號。在肯定的確定 之后，控制器108指導(dǎo)激勵(lì)器110調(diào)諧到所檢測的信號頻率且添加干擾波形，例如噪 聲、連續(xù)波(CW)音調(diào)、或掃描音調(diào)。然后，系統(tǒng)100通過天線102經(jīng)由T/R開關(guān) 104傳輸中斷或干擾信號并將其輻射到大氣中。
瞬時(shí)帶寬的大小取決于所使用的具體接收器技術(shù)。例如， 一般接收器架構(gòu)(此處 未顯示)采用混合配置，包含執(zhí)行掃描操作的超外差接收器，后跟實(shí)施快速傅里葉變 換(FFT)的數(shù)字接收器。數(shù)字接收器將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號且然后執(zhí)行FFT， 從而導(dǎo)致識別瞬時(shí)帶寬內(nèi)的所有有源信號的頻率和功率電平。圖1A中的處理時(shí)間118 包含改變接收器的頻率和采樣并處理所述帶寬內(nèi)的信號所必需的時(shí)間。
存在與干擾機(jī)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)發(fā)器類型相關(guān)聯(lián)的幾個(gè)缺點(diǎn)。首先，由于接收器的掃描性 質(zhì)，可存在不需要的較長再訪問時(shí)間119，如圖1A中所示。此可導(dǎo)致相對于威脅信號 的持續(xù)時(shí)間長的響應(yīng)時(shí)間。在許多涉及短的或突發(fā)消息的實(shí)例中，威脅傳輸時(shí)間可以 是如此短以致于轉(zhuǎn)發(fā)器干擾機(jī)的響應(yīng)在威脅已完成其傳輸之后才到達(dá)。類似地，對于 跳頻威脅信號來說，所述信號可如此快地改變或"跳"到另一頻率以致于常規(guī)干擾機(jī) 在威脅信號移動到另一頻率之前不能執(zhí)行其內(nèi)部處理和調(diào)節(jié)任務(wù)。第二個(gè)問題是如果 同時(shí)存在許多潛在威脅信號，那么轉(zhuǎn)發(fā)器干擾機(jī)可不能夠以有效的方式中斷所有潛在 威脅信號。最后，如果轉(zhuǎn)發(fā)器干擾機(jī)將其接收器掃描僅限制為從前一經(jīng)歷或情報(bào)搜集 操作中識別為威脅的有限數(shù)目的頻率，那么當(dāng)威脅演進(jìn)成為不同頻率時(shí)，轉(zhuǎn)發(fā)器干擾 機(jī)將失效。
圖2中顯示常規(guī)跟蹤器干擾系統(tǒng)100'(還已知為再循環(huán)跟蹤器)的實(shí)例性形式。 天線組合件102'和T/R開關(guān)104'如先前針對轉(zhuǎn)發(fā)器干擾系統(tǒng)所描述地發(fā)揮作用。天線 102'攔截的輸入信號通過T/R開關(guān)104'、第一耦合器llla和放大器112路由。所述信 號的一部分由第二耦合器lllb移除并發(fā)送到擔(dān)當(dāng)存儲媒體的延遲線113。當(dāng)所述信號 通過延遲線113傳播時(shí)，其由第一耦合器llla再引到RF路徑中。放大器104'補(bǔ)償與 耦合器llla、 111b和延遲線113相關(guān)聯(lián)的插入損耗。當(dāng)信號圍繞耦合器-放大器-延遲 線結(jié)構(gòu)形成回路或再循環(huán)時(shí)，所述信號的一部分通過第二耦合器lllb傳播。干擾調(diào)制 器114致使以中斷威脅通信鏈路的方式來修改信號。控制器108'設(shè)定系統(tǒng)中所有開關(guān) 的定時(shí)和狀態(tài)。
常規(guī)跟蹤器干擾系統(tǒng)含有與延遲線實(shí)施相關(guān)聯(lián)的幾個(gè)缺陷。并入聲表面波或體聲 波技術(shù)的那些系統(tǒng)遭受限制瞬時(shí)RF帶寬，因?yàn)檫@些裝置是固有的窄帶。由同軸電纜 構(gòu)成的延遲線克服帶寬限制但展現(xiàn)出高插入損耗，因此限制最大存儲次數(shù)。由于在信 號再循環(huán)時(shí)幾乎總存在的相位間斷，因此經(jīng)減少的存儲時(shí)間致使增加的頻譜擴(kuò)展。過 度的頻譜擴(kuò)展減少威脅信號上干擾功率的集中，從而減少干擾有效性。
因此，在通信干擾技術(shù)中需要有效地提供有效對抗短消息威脅和跳頻威脅二者以 及多個(gè)同時(shí)威脅的快速寬帶干擾的系統(tǒng)和技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過使用寬帶RF延遲線克服現(xiàn)有技術(shù)的限制。在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述 延遲線是經(jīng)布置以允許RF信號再循環(huán)的光纖電纜。替代常規(guī)掃描接收器，本發(fā)明提 供跨越20MHz到2GHz多的整個(gè)通信帶的瞬時(shí)頻率覆蓋范圍。將友好或非威脅頻率范 圍排除在處理之外。在設(shè)備設(shè)置期間使用固定和可調(diào)諧帶通和帶阻濾波器以排除所述 頻率范圍。所有"有源"信號樣本(即，濾波器組合件沒有排除的那些信號)被饋送 到存儲RF樣本的光纖延遲線(FODL)，典型地，所述RF樣本持續(xù)時(shí)間少于1毫秒。 樣本周期是不可調(diào)節(jié)的且由光纖電纜的長度確定。 一旦存儲所述樣本，干擾機(jī)內(nèi)的RF 開關(guān)改變信號的路由，以使外部信號不再進(jìn)入所述干擾機(jī)。FODL的內(nèi)容通過FODL 再進(jìn)入或再循環(huán)預(yù)定次數(shù)，且然后FODL內(nèi)容退出FODL以與系統(tǒng)中的控制器產(chǎn)生的 干擾視頻波形組合。將經(jīng)組合的信號放大并輻射到環(huán)境中。在獲取新的RF樣本i前， 所述再循環(huán)行為繼續(xù)界定數(shù)目(例如，10到20)的再循環(huán)。由于干擾信號是從輸入樣 本產(chǎn)生的，因此其不需要消耗時(shí)間的掃描、頻率轉(zhuǎn)換和模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換或任何數(shù)字計(jì)算。 作為結(jié)果，干擾機(jī)的響應(yīng)時(shí)間極短，由此能夠使干擾機(jī)消除短消息以及更復(fù)雜的通信 系統(tǒng)，例如那些采用跳頻傳輸?shù)南到y(tǒng)。此外，由于將FODL中的所有信號都作為威脅 信號對待，因此干擾機(jī)可消除多個(gè)同時(shí)的威脅。


現(xiàn)將參考幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例之圖式來描述本發(fā)明的上述特性和其他特性。在圖式 中，相同組件具有相同參考編號。所圖解說明的實(shí)施例旨在圖解說明而非限制本發(fā)明。
所述圖式包含以下圖
圖1是常規(guī)現(xiàn)有技術(shù)轉(zhuǎn)發(fā)器干擾機(jī)的一般框圖1A是圖解說明當(dāng)應(yīng)用于常規(guī)現(xiàn)有技術(shù)轉(zhuǎn)發(fā)器干擾機(jī)時(shí)與搜尋一范圍的頻率和 執(zhí)行所述行動必需的時(shí)間相關(guān)聯(lián)的關(guān)系的圖2是常規(guī)現(xiàn)有技術(shù)跟蹤器干擾機(jī)的一般框圖3根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例使用RF延遲線技術(shù)的干擾系統(tǒng)的一般框圖； 圖4、 5、 6和7分別是前端組合件、信道組合件、AGC組合件和FODL組合件 的框圖8是顯示本發(fā)明中采樣和干擾周期之間的代表性定時(shí)關(guān)系的定時(shí)圖； 圖9是圖解說明本發(fā)明的操作中采樣模式期間開關(guān)配置的框圖； 圖IO是圖解說明本發(fā)明的操作中干擾模式期間開關(guān)配置的框圖； 圖11是圖解說明本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例的框圖，其中使用單獨(dú)的接收和傳輸 天線；和
圖12是本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例的框解說明，其中使用多個(gè)高功率放大器。
具體實(shí)施例方式
圖3、 4、 5、 6和7是根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施例的通信干擾系統(tǒng)120的功能 框圖。取決于攔截來自外圍物理環(huán)境的電磁信號以供輸入到系統(tǒng)中的操作頻率范圍， 系統(tǒng)120包含包括一個(gè)或一個(gè)以上天線元件(未顯示)的天線組合件122。 T/R (傳輸 /接收)開關(guān)組合件124允許天線組合件122內(nèi)的個(gè)別元件有選擇地用作信號傳感器或 信號輻射器。控制器144 (下文將更詳細(xì)地描述)內(nèi)的定時(shí)電路(未顯示)提供適當(dāng) 的定時(shí)信號，其指導(dǎo)RF能流入和流出干擾系統(tǒng)120。
電源142向系統(tǒng)提供操作電力。特定類型的電源將取決于系統(tǒng)的具體應(yīng)用和操作 環(huán)境。對于移動車輛安裝，電源142可以是12VDC (商務(wù)汽車或卡車)或24V DC (軍 事車輛)。對于固定安裝(例如，建筑物、道路、入口坡道等的保護(hù))，電源142可 以是110VAC、 220V AC或440VAC。最后，對于人類便攜式應(yīng)用(例如背包)，初 級或二級電池的組合件(例如，6到48VDC)將是適當(dāng)?shù)摹?br> RF前端(RFFE)組合件126在信號樣本存儲和再循環(huán)之前執(zhí)行與信號處理相關(guān) 聯(lián)的幾個(gè)重要功能。所述功能包含保護(hù)內(nèi)部電子組件免受過度RF功率影響。如圖4 中所示，RFFE126包含接收來自T/R開關(guān)124的RF信號的功率限制器146,接收功 率限制器146的經(jīng)功率限制輸出的信號放大器148和接收來自放大器148的經(jīng)放大信 號和來自以下將進(jìn)行論述的第二 RF功分器170的信號的第一 RF開關(guān)150。
信道組合件128包含第一 RF功分器電路152 (見圖5)，其將來自RFFE126的 輸入信號分離到兩個(gè)或兩個(gè)以上RF信道(圖5中顯示其中的兩個(gè)并標(biāo)示為A和B) 中，每一者都具有預(yù)先界定的RF頻率范圍。信道的數(shù)目和其相應(yīng)的頻率范圍在系統(tǒng) 設(shè)置操作期間由用戶設(shè)定。例如，系統(tǒng)設(shè)置操作可通過在便攜式或遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上產(chǎn)生 系統(tǒng)配置文件且然后將所述系統(tǒng)配置文件下載到系統(tǒng)120中的控制器144來執(zhí)行。
信道組合件128還包含RF功率組合器電路162 (圖5)，其產(chǎn)生單個(gè)RF輸出以 供進(jìn)一步處理。每一 RF信道A和B都包含帶通濾波器154，其界定信道的具體操作 頻率范圍；至少一個(gè)可調(diào)節(jié)衰減器156，其用于控制信道內(nèi)RF信號的峰值振幅；信道 開關(guān)158，其啟用或停用信道；混合器/調(diào)制器電路163，其插入在控制器144中產(chǎn)生 且從控制器144接收的干擾視頻信號；和信號監(jiān)視器160，其監(jiān)視信道內(nèi)的信號行動。 信號監(jiān)視器160包含定向檢測器和模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(未顯示)。定向檢測器移除RF 載波，留下代表信號振幅的視頻信號。將視頻信號發(fā)送到控制器144，其中視頻信號 被轉(zhuǎn)換為數(shù)字字。在信號被饋送到光纖延遲線(FODL)組合件140 (以下將進(jìn)行描述) 之前，控制器144使用由定向檢測器提供的數(shù)據(jù)來計(jì)算每一信道中的可調(diào)節(jié)衰減器156 的設(shè)置，其性能僅在輸入信號水平處于特定范圍內(nèi)時(shí)最佳?？筛鶕?jù)存儲在或下載到控 制器144的程序來控制可調(diào)節(jié)衰減器156的設(shè)置，所述程序可考慮到許多操作參數(shù)， 例如，輸出信號功率容量、個(gè)別信道功率容量、FODL組合件140的線性限制、有源 威脅信號的數(shù)目和振幅和預(yù)定威脅信號優(yōu)先級。
將來自信道組合件128的輸出信號饋送到自動增益控制(AGC)組合件130且然 后饋送到高功率放大器(HPA)組合件132，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述高功率 放大器(HPA)組合件132包括高效率級AB放大器，其具有包括系統(tǒng)120的整個(gè)頻 率范圍的操作頻率范圍。圖6中所圖解說明的AGC組合件130大致抑制過度驅(qū)動HPA 組合件132，且其保護(hù)系統(tǒng)免受由高反射功率導(dǎo)致的損壞。如圖5和6中所顯示，第 一 AGC RF功分器165將從信道組合件128中的混合器/調(diào)制器163到來的信號分解到 兩個(gè)信號路徑中。 一個(gè)路徑將信號發(fā)送到信道組合件128中的第二 RF開關(guān)166，而另 一路徑經(jīng)由包含在AGC組合件130中的自動增益控制電路168將信號發(fā)送到HPA組 合件132。自動增益控制電路168防止任何一個(gè)或一個(gè)以上信道內(nèi)的強(qiáng)信號驅(qū)動 HPA132超過其建議輸出功率電平，從而致使不期望的諧波和虛假信號的產(chǎn)生，或過 度地消耗HPA132的大量可用功率。
雙向檢測器172 (其以操作方式與HPA組合件132相關(guān)聯(lián))能夠出于AGC目的 監(jiān)視前向RF功率或反向反射RF功率。高反射功率是系統(tǒng)中的組件(例如，天線組合 件122的元件、電纜或T/R開關(guān)124)已失效或天線組合件122沒有適當(dāng)?shù)匕惭b的指 示?？刂破?44辨別任何所述條件的可能性且指導(dǎo)HPA132關(guān)閉，因此減少對系統(tǒng)的
永久性損壞的可能性。
FODL組合件140 (圖7)包含RF到光學(xué)轉(zhuǎn)換器174、 一段單模光纖電纜176 (有 利地在假托機(jī)上提供，未顯示)和光學(xué)到RF轉(zhuǎn)換器178。 FODL組合件140接收來自 信道組合件128中的第二RF開關(guān)166(圖5)的信號，且其提供模擬RF存儲器特性， 所述存儲器特性通過重復(fù)抽取模擬RF存儲器的內(nèi)容將短時(shí)間樣本擴(kuò)展為強(qiáng)大且突發(fā) 的干擾信號以便產(chǎn)生準(zhǔn)CW波形。光纖電纜176的長度由干擾機(jī)系統(tǒng)120的采樣時(shí)間 間隔確定。例如，25微妙的樣本時(shí)間需要大約5.14km的光纖電纜長度。對于獲取和 重復(fù)抽取相對較長樣本，光纖電纜176是理想的，是因?yàn)槠涞筒迦霌p耗和時(shí)間分散的 特征。其它延遲線技術(shù)(例如，那些采用同軸電纜和表面或體聲波裝置的技術(shù))不能 與光纖電纜的所述性能質(zhì)量相稱。
將光學(xué)到RF轉(zhuǎn)換器178的輸出反饋回到AGC組合件130中的第二 AGC RF功 分器170。第二 AGC RF功分器170將信號劃分到輸入到信道組合件128中的第二 RF 開關(guān)166的第一信號路徑中和輸入到RFFE126中的第一 RF開關(guān)150 (圖4)的第二 信號路徑中。
再參考圖3，使用全球定位系統(tǒng)(GPS)天線134和GPS接收器/時(shí)間基準(zhǔn)136來 允許多個(gè)系統(tǒng)120在不干擾彼此的情況下操作。在正常的操作期間，多系統(tǒng)同步化基 于來自GPS接收器136的每秒一個(gè)脈沖定時(shí)。監(jiān)聽階段用所述信號來同步化。所述信 號還用來補(bǔ)償邏輯時(shí)間基準(zhǔn)中的偏差，由此改善當(dāng)存在GPS信號損耗時(shí)維持同步化的 能力。維持GPS信號時(shí)鐘的失敗致使內(nèi)部時(shí)間基準(zhǔn)變成系統(tǒng)的定時(shí)信號。如必須，系 統(tǒng)可以所述時(shí)鐘"飛輪"模式繼續(xù)操作一個(gè)多小時(shí)。在所述情形下，由恒溫箱穩(wěn)定的、 晶體控制的振蕩器(未顯示)提供基準(zhǔn)。 一旦再獲得GPS時(shí)間基準(zhǔn)，時(shí)間基準(zhǔn)恢復(fù)到
GPS。
控制器144是基于微處理器的系統(tǒng)，其位于系統(tǒng)底板(未顯示)上。控制器144 執(zhí)行各種功能，包含系統(tǒng)初始化和配置、定時(shí)、操作員接口、診斷、維護(hù)和GPS控制。 有利地，控制器144可包含各種數(shù)字裝置，例如微處理器、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、 只讀存儲器(ROM)和現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)，如所述技術(shù)中眾所周知。微處 理器提供作出決策的能力，其對于實(shí)時(shí)系統(tǒng)操作是重要的，而RAM用來存儲臨時(shí)或 變化的數(shù)據(jù)。ROM用來存儲操作系統(tǒng)和提供系統(tǒng)120執(zhí)行其任務(wù)所需的步驟序列的應(yīng) 用程序。FPGA經(jīng)配置以產(chǎn)生作為干擾信號波形被饋送到混合器/調(diào)制器163的視頻信 號，如以上所提及。FPGA還經(jīng)配置以執(zhí)行所有剩余專業(yè)數(shù)字處理功能。例如，監(jiān)聽 定時(shí)使用FPGA已配置為計(jì)數(shù)器的一部分來設(shè)定系統(tǒng)120的樣本和傳輸時(shí)間。在FPGA 內(nèi)配置額外計(jì)數(shù)器以提供對與監(jiān)聽定時(shí)相關(guān)的內(nèi)部開關(guān)(即，T/R開關(guān)124和RFFE126 和信道組合件128中的開關(guān))的控制。
控制器144還負(fù)責(zé)執(zhí)行與AGC組合件130的功能相關(guān)聯(lián)的計(jì)算。此通過以下步 驟實(shí)現(xiàn)在來自信道組合件128的視頻脈沖串上執(zhí)行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換(每一信道提供單 獨(dú)的脈沖串)且基于經(jīng)組合輸入信號振幅加上剩余RF路徑的增益來計(jì)算HPA132發(fā) 出的最大信號振幅值。將所計(jì)算的最大信號振幅值與HPA132的峰值功率容量作比較， 并調(diào)節(jié)RF路徑增益以使HPA132不在飽和狀態(tài)下操作，所述飽和狀態(tài)可致使信號過 度失真和HPA功率的可能不均分享。FPGA的部分經(jīng)配置以將來自監(jiān)視AGC組合件 130內(nèi)的反向功率的雙向檢測器172的振幅轉(zhuǎn)換為其數(shù)字等效物，確定所述振幅是否 超過規(guī)定的限制，且如果超過，那么產(chǎn)生命令序列以限制或減少對系統(tǒng)的損壞的可能 性。最后，F(xiàn)PGA含有兩個(gè)串行數(shù)據(jù)端口用于控制GPS接收器和用于提供操作員的接 口 (未顯示)。
操作時(shí)，系統(tǒng)120在樣本模式與干擾模式之間交替，如在圖8的定時(shí)圖中所示。 防護(hù)帶139圍繞所述操作間隔的每一者。防護(hù)帶139對于允許內(nèi)部交換、調(diào)諧和優(yōu)化 系統(tǒng)性能所需的其它調(diào)節(jié)是必需的。
根據(jù)本發(fā)明的干擾系統(tǒng)基于相對較短樣本時(shí)間產(chǎn)生干擾波形。圖9和10在分別 圖解說明本發(fā)明的采樣和干擾功能中分別顯示信道組合件128、 AGC組合件130和 FODL組合件140內(nèi)的關(guān)鍵內(nèi)部組件。
如圖9中所示，當(dāng)系統(tǒng)120處于采樣模式中時(shí)，第一RF開關(guān)150經(jīng)配置以允許 信號從外部電磁環(huán)境經(jīng)由天線122組合件和RFFE126組合件進(jìn)入信道組合件128中。 如先前所描述，信道組合件128執(zhí)行幾個(gè)信號調(diào)整過程，包含將輸入RP信號劃分到 兩個(gè)或兩個(gè)以上路徑中、移除在具體信道的操作頻率帶寬之外的不期望信號、調(diào)節(jié)范 圍內(nèi)信號的振幅和將所有信道的經(jīng)處理信號組合為單個(gè)輸出。然后，第一AGCRF功 分器165將所述輸出劃分到兩個(gè)路徑中。盡管在采樣階段期間，停用HPA132輸出以 使其不干預(yù)采樣過程，但還是將一個(gè)路徑連接到HPA132的輸入。另一路徑與第二RF 開關(guān)166相遇，其經(jīng)配置以便FODL組合件140接收并充滿所采樣的信號。為了獲得
最大干擾有效性，F(xiàn)ODL組合件140中的電纜176的長度應(yīng)與采樣間隔一致。采樣和 延遲填充操作自動發(fā)生，而不管樣本中存在弱信號或甚至沒有信號。 一旦填充，采樣 過程就完成且自動再配置系統(tǒng)120以進(jìn)行干擾。
填充FODL組合件140中的光纖電纜176與通過空的末端開口的管道的液體運(yùn)動 相似。當(dāng)充足量的液體已進(jìn)入管道以使其充滿時(shí)，液體在另一端就開始溢出。類似地， 當(dāng)進(jìn)入充足長度的時(shí)間樣本時(shí)，也填充FODL組合件140的光纜176。此后，所存儲 的樣本開始在延遲線的輸出處出現(xiàn)。第二 AGC RF功分器170將輸出分解到兩個(gè)路徑 中。第一路徑通過第二 RF開關(guān)166將信號再循環(huán)或饋送回到FODL組合件140，第 二 RF開關(guān)166已改變其配置以使其不再將信號從信道組合件128輸入到FODL組合 件140。以此方式，F(xiàn)ODL組合件140的內(nèi)容再進(jìn)入或再循環(huán)到FODL組合件140以 再填充光纖電纜176。在獲得新的RF樣本之前執(zhí)行如控制器144確定的預(yù)定次數(shù)(例 如10到20)的再循環(huán)。
FODL組合件輸出信號由第二 AGC RF功分器170指導(dǎo)到連接回到第一 RF開關(guān) 150的第二信號路徑，第一 RF開關(guān)150已改變其配置以防止外部信號進(jìn)入信道組合件 128。代替地，第一 RF開關(guān)150允許先前存儲的信號通過信道組合件128和第一 AGC RF功分器165傳播到HPA組合件132，所述HPA組合件132現(xiàn)在是啟用的。然后， 將所存儲的信號(其已用信道組合件128中的干擾視頻波形調(diào)制，如以上所述)放大 并通過天線組合件122輻射到環(huán)境。具體來說，控制器144指導(dǎo)T/R開關(guān)組合件124 以傳輸模式操作，其中防止外部信號進(jìn)入系統(tǒng)，但其中將HPA組合件132的輸出發(fā)送 到天線組合件122以供輻射到環(huán)境中。
從上文可看出所有信號處理、存儲和再循環(huán)操作是以輸入信號的原始RF頻率執(zhí) 行的，所述原始RF頻率可稱為"基帶"頻率。因此，不同于許多典型的現(xiàn)有技術(shù)通 信和數(shù)據(jù)鏈路干擾機(jī)，在本發(fā)明中，RF頻率轉(zhuǎn)換不是必需的。
圖11顯示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的干擾機(jī)系統(tǒng)180。此實(shí)施案提供單獨(dú)的接收 天線182和傳輸天線184。盡管相對于先前描述的實(shí)施例，此配置使天線元件的數(shù)目 加倍，但其去除了T/R開關(guān)。在某些應(yīng)用中，此布置可改善操作的可靠性且降低制造 成本。另外，使用單獨(dú)的接收和傳輸天線提供物理分離，其可改善輸入與輸出組合件 和組件之間的電磁隔離。此將經(jīng)常具有減少系統(tǒng)內(nèi)虛假信號量和振幅的效應(yīng)，由此改 善干擾信號的質(zhì)量。
圖12顯示根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的干擾機(jī)系統(tǒng)190，其中使用多個(gè)高功率放大 器(HPA)組合件132 (圖式中顯示3個(gè))。當(dāng)需要較高輸出功率以增加干擾有效性 時(shí)，可有利地采用此實(shí)施例。在某些應(yīng)用中，可在較窄帶寬中操作多個(gè)HPA組合件 132中的每一者。在其它情形中，被干擾的裝置的操作頻率范圍可如此寬以致于不能 采用僅單個(gè)HPA組合件，此是由于其內(nèi)部組件的功率處理能力的限制。使用多個(gè)HPA 組合件還可幫助中斷多個(gè)同時(shí)的威脅，由此威脅信號可在不超過單個(gè)放大器的最大輸 出功率容量的條件下在幾個(gè)放大器中被劃分。最后，在某些應(yīng)用中使用多個(gè)HPA組合
件可導(dǎo)致較低的總系統(tǒng)成本。
盡管本文中已描述本發(fā)明的實(shí)例性實(shí)施例，但應(yīng)理解所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將聯(lián)想 到許多修改和變化形式。可相信這些變化形式和修改構(gòu)成本文中所描述的本發(fā)明各個(gè) 方面的等效物，且認(rèn)為其在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。此外，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容 易地聯(lián)想到可用來實(shí)施本發(fā)明各個(gè)方面的具體軟件和硬件(如上文所提及)，且這些 具體軟件和硬件可采取將提供本發(fā)明的上述功能方面和優(yōu)點(diǎn)的任何數(shù)目的等效形式。
權(quán)利要求
1、一種電信對抗系統(tǒng)，其包括模擬RF存儲器，其經(jīng)配置以從代表入射信號的所接收信號樣本中產(chǎn)生干擾信號；其中所述干擾信號和所述入射信號是以選定基帶頻率為特征，其中在預(yù)先界定的采樣間隔期間接收所述所接收的信號樣本，且其中所述模擬存儲器的大小經(jīng)設(shè)計(jì)以對應(yīng)于預(yù)先界定的采樣間隔和所述選定基帶頻率。
2、 如權(quán)利要求1所述的電信對抗系統(tǒng)，其中所述所接收的信號樣本包括多個(gè)入射信號樣本且所述模擬RF存儲器經(jīng)配置以從所述所接收的信號樣本中產(chǎn)生準(zhǔn)連續(xù)波干擾信號。
3、 如權(quán)利要求l所述的電信對抗系統(tǒng)，其中所述入射信號是RF信號且其中所述模擬存儲器進(jìn)一步包括RF到光學(xué)轉(zhuǎn)換器，其經(jīng)配置以接收所述所接收的信號樣本并將其轉(zhuǎn)換成光學(xué)存 儲的信號樣本；光纖延遲線，其耦合到所述RF到光學(xué)轉(zhuǎn)換器且其大小經(jīng)設(shè)計(jì)以對應(yīng)于所述預(yù)先 界定的采樣間隔，其中所述光纖延遲線經(jīng)配置以從所述光學(xué)存儲信號樣本中產(chǎn)生干擾 信號；及光學(xué)到RF轉(zhuǎn)換器，其耦合到所述光纖延遲線且經(jīng)配置以將所述光學(xué)存儲信號轉(zhuǎn) 換成處于所述選定基帶頻率的所述干擾信號。
4、 如權(quán)利要求3所述的電信對抗系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括RF前端組合件，其經(jīng)配置以在所述預(yù)先界定的采樣間隔期間從所述入射信號的 一部分中產(chǎn)生所述所接收的信號樣本且耦合到模擬存儲器輸入；自動增益控制組合件，其耦合到所述模擬RF存儲器且經(jīng)配置以傳送所述干擾信 號以供以所述選定基帶頻率進(jìn)行傳輸；和控制器，其耦合到所述RF前端組合件和所述自動增益控制組合件且經(jīng)配置以有 選擇地控制入射信號長度、所述預(yù)先界定的采樣間隔、所接收的樣本信號特征和操作 模式中的至少一者，其中所述操作模式包含采樣操作模式和干擾操作模式。
5、 如權(quán)利要求4所述的電信對抗系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括具有耦合在所述RF前端組 合件、所述自動增益控制組合件和所述控制器之間的RF開關(guān)的信道組合件，其中所 述控制器致使所述開關(guān)選擇所述采樣操作模式或所述干擾操作模式。
6、 如權(quán)利要求5所述的電信對抗系統(tǒng)，其中所述信道組合件進(jìn)一步包括耦合在 所述RF前端組合件與所述控制器之間的信號監(jiān)視器，其中所述控制器響應(yīng)于所述信 號監(jiān)視器所感測的入射信號特征信號而有選擇地控制所接收的樣本信號特征。
7、 如權(quán)利要求6所述的電信對抗系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括放大器組合件，其經(jīng)耦合以從所述自動增益控制組合件接收所述干擾信號且在所 述干擾操作模式中經(jīng)配置以將所述干擾信號放大為處于所述選定基帶頻率的廣播干擾 信號；及雙向檢測器，其耦合在所述放大器組合件與所述自動增益控制組合件之間，其中 所述雙向檢測器經(jīng)配置以檢測對應(yīng)于所述廣播干擾信號的所反射RF功率。
8、 如權(quán)利要求3所述的電信對抗系統(tǒng)，其中所述光纖延遲線包括可以所述選定 基帶頻率操作的單模光纖電纜。
9、 如權(quán)利要求6所述的電信對抗系統(tǒng)，其中所述信號監(jiān)視器產(chǎn)生代表所述入射 信號的視頻信號，且其中所述控制器可響應(yīng)于所述視頻信號而有選擇地操作。
10、 一種電信對抗方法，其包括 接收處于選定基帶頻率的入射信號；在預(yù)先界定的采樣間隔期間從處于選定基帶頻率的所述入射信號中產(chǎn)生所接收 的信號樣本；從所述所接收的信號樣本中產(chǎn)生干擾信號；及 響應(yīng)于所述入射信號傳輸所述干擾信號。
11、 如權(quán)利要求10所述的電信對抗方法，其進(jìn)一步包括響應(yīng)于所述入射信號確 定所述預(yù)先界定的采樣間隔。
12、 如權(quán)利要求11所述的電信對抗方法，其進(jìn)一步包括在采樣操作模式與干擾 操作模式之間切換，其中在采樣操作模式中執(zhí)行產(chǎn)生所述所接收的信號樣本和以光學(xué) 方式產(chǎn)生干擾信號，且其中在干擾操作模式中執(zhí)行傳輸所述干擾信號。
13、 如權(quán)利要求12所述的電信對抗方法，其中產(chǎn)生所述所接收的信號樣本進(jìn)一 步包括從所述入射信號中產(chǎn)生多個(gè)入射信號樣本且從所述多個(gè)入射信號樣本中形成所 述所接收的信號樣本。
14、 如權(quán)利要求13所述的電信對抗方法，其中以光學(xué)方式產(chǎn)生干擾信號進(jìn)一步 包括從所述所接收的信號樣本中產(chǎn)生準(zhǔn)連續(xù)波干擾信號。
15、 如權(quán)利要求12所述的電信對抗方法，其中傳輸所述干擾信號進(jìn)一步包括將 所述干擾信號放大為廣播千擾信號并傳輸所述廣播干擾信號。
16、 如權(quán)利要求14所述的電信對抗方法，其中傳輸所述干擾信號進(jìn)一步包括將 所述干擾信號放大為廣播干擾信號并傳輸所述廣播干擾信號。
17、 一種射頻(RF)干擾系統(tǒng)，其包括RF前端組合件，其經(jīng)配置以在預(yù)先界定的采樣間隔期間從處于選定基帶頻率的 入射信號中產(chǎn)生所接收的信號樣本；光纖延遲線組合件，其耦合到所述RF前端組合件且經(jīng)配置以存儲處于所述選定 基帶頻率的干擾信號；自動 增益控制組合件，其耦合到所述光纖延遲線組合件且經(jīng)配置以傳送所述所存 儲的干擾信號的至少一部分以供以所述選定基帶頻率進(jìn)行傳輸；控制器，其耦合到所述RF前端組合件和所述自動增益控制組合件，且經(jīng)配置以 有選擇地控制入射信號長度、所述預(yù)先界定的采樣間隔、所接收的樣本信號特征和操 作模式中的至少一者；RF開關(guān)，其耦合在所述RF前端組合件、所述自動增益控制組合件和所述控制器 之間，其中所述操作模式包含采樣操作模式和干擾操作模式，且其中所述控制器致使 所述RF開關(guān)選擇所述采樣操作模式或所述干擾操作模式；及放大器組合件，其經(jīng)耦合以從所述自動增益控制接收所述干擾信號且將所述所存 儲的干擾信號放大為廣播干擾信號以供以所述選定基帶頻率進(jìn)行傳輸；其中在所述采樣操作模式中產(chǎn)生所述所存儲的干擾信號且在所述干擾操作模式 中傳輸所述廣播干擾信號。
18、 如權(quán)利要求17所述的RF干擾系統(tǒng)，其中所述光纖延遲線組合件進(jìn)一步包括-RF到光學(xué)轉(zhuǎn)換器，其經(jīng)配置以接收所述所接收的信號樣本并將其轉(zhuǎn)換為光學(xué)存儲的信號樣本；光纖延遲線，其耦合到所述RF到光學(xué)轉(zhuǎn)換器且其大小經(jīng)設(shè)計(jì)以對應(yīng)于所述預(yù)先 界定的采樣間隔，其中所述光纖延遲線是單模光纖電纜，所述單模光纖電纜經(jīng)配置以 從所述光學(xué)存儲的信號樣本中產(chǎn)生所述所存儲的干擾信號；和光學(xué)到RF轉(zhuǎn)換器，其耦合到所述光纖延遲線且經(jīng)配置以將所述所存儲的干擾信號轉(zhuǎn)換為處于所述選定基帶頻率的所述廣播干擾信號。
19、 如權(quán)利要求18所述的RF干擾系統(tǒng)，其中所述信道組合件進(jìn)一步包括耦合在 所述RF前端組合件與所述控制器之間的信號監(jiān)視器，其中所述控制器響應(yīng)于所述信 號監(jiān)視器所感測的入射信號特征信號而有選擇地控制所接收的樣本信號特征。
20、 如權(quán)利要求19所述的RF干擾系統(tǒng)，其進(jìn)一步包括雙向檢測器，所述雙向檢 測器耦合在所述放大器組合件與所述自動增益控制組合件之間，其中所述雙向檢測器 經(jīng)配置以檢測對應(yīng)于所述廣播干擾信號的所反射RF功率。
21、 一種用于干擾外部RF信號的系統(tǒng)，其包括-視頻信號產(chǎn)生器，其產(chǎn)生視頻干擾信號信道組合件，其經(jīng)配置以接收外部RF信號和所述視頻干擾信號；所述信道組合件中的調(diào)制器，其經(jīng)配置以用所述視頻干擾信號來調(diào)制所述外部 RF信號以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)制RF干擾信號；信號存儲元件，其包括延遲線，所述信號存儲元件經(jīng)配置以從所述調(diào)制器接收所 述干擾信號且將所述干擾信號再循環(huán)到所述信道組合件預(yù)定次數(shù)；和輸出組合件，其包括放大器和天線，所述輸出組合件在所述預(yù)定再循環(huán)數(shù)目之后 從所述信道組合件接收所述干擾信號且傳輸所述干擾信號以干擾所述外部RF信號。
22、 如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中所述延遲線包含光纖電纜。
全文摘要
一種通信和數(shù)據(jù)鏈路干擾系統(tǒng)采用光纖RF延遲線對威脅信號提供快速響應(yīng)。將RF信號威脅環(huán)境的樣本存儲在所述延遲線內(nèi)，且當(dāng)從所述延遲線抽取所述所存儲的樣本時(shí)通過調(diào)制將干擾視頻信號添加到所述所存儲的樣本。將所抽取的信號再循環(huán)回到所述延遲線中，從而有效地伸展所述樣本以用于高效干擾。所述干擾系統(tǒng)有效地對抗突發(fā)通信并消除多個(gè)同時(shí)威脅信號。
文檔編號G01S13/56GK101384922SQ200680052086
公開日2009年3月11日 申請日期2006年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月7日
發(fā)明者帕特里克·E·克拉克, 約翰·H·魯塞爾, 邁克爾·F·勞勒 申請人:謝拉內(nèi)華達(dá)公司