基于优化跳频算法的无人机反制关键技术研究

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随着国内外无人机技术的发展,无人机市场也在逐渐扩张,给人们生活带来了便利,但是也出现了一些十分严重的问题,目前社会上急需一种安全可靠的无人机管控方案,根据市场上无人机技术指标,大多数无人机采用跳频信号进行上下链路的通信,所以对跳频信号的干扰是无人机反制系统中不可或缺的一部分。本文拟采用针对其通信系统所使用的的跳频信号进行干扰的方式,使其系统之间不能完成正常通信。无人机的通信系统在发布诸如左转、加速等指令时,是通过跳频信号的传输来是实现的,跳频信号是无人机系统运行的关键。在无人机管制系统的研发过程中,针对跳频信号进行干扰工作是极为有效的方法之一。当采用跳频技术后,如果信号发射方和接收方不存在合作协议,则接收方无法获得接收信号的调制方式以及信号构成等信息,进而无法获得信号中所含信息或者对其进行干扰。为解决此问题,本文在获得跳频信号的基础上,对跳频信号的参数估计方面进行进一步研究,以达到对跳频信号截获或者干扰的目的。首先本文对跳频通信系统进行了基本原理的阐述,对于跳频信号的基本知识有了深入了解,并通过多方参考文献总结了部分传统跳频信号分析法的性能,从中发现未来工作的重难点,通过MATLAB仿真软件对跳频信号建立了仿真模型,以便后续利用时频分析法进行参数估计。其次对各种跳频信号传统时频分析法进行了仿真研究,对其时频分布性能进行了比较、归纳和总结,深入研究了利用时频分析对跳频信号进行参数估计的方法。经过对一些传统方法的仿真,针对其优缺点,提出一种结合STFT以及PWVD两种算法优点的联合算法。把无人机通信信号分别进行STFT变换和PWVD变换,在得到两种运算的结果以后,对其进行哈达玛积运算,得到一个稳定的时频分析图,通过每一时刻最大时频值求得跳速,跳速的倒数即为周期值。最后介绍了宽带阻塞和跟踪干扰的原理与操作流程,并通过MATLAB中的Simulink平台搭建了无人机跳频通信系统干扰仿真系统,在不同的信噪比条件下对两种干扰方法进行仿真实验,通过最后的数据对比,分析了其优缺点。经过软件的实验仿真,验证了本文研究的可行性。
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