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基于FPGA的梳状谱通信干扰信号设计与研究
电子技术应用
王纬地，姚金杰，杨志良，王海涛
中北大学 信息与通信工程学院
摘要： 为了有效测试通信电台的实际抗干扰性能，提出了一种基于FPGA的高斯白噪声梳状谱干扰信号设计方案，相比传统随机相位调频梳状谱干扰，在对抗宽带通信系统时干扰效果更强。该方案以FPGA为核心，通过改进Ziggurat算法和DDS技术实现梳状谱干扰信号的生成，在满足高速、高性能的同时，具有较强的灵活性。并通过DA芯片输出，实现了3~11个梳状谱信号的生成。实验结果表明：生成的梳状谱干扰信号频率控制误差小于0.001%，干扰效果量化一个指标。
中图分类号：TN918.91；TN972 文献标志码：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.256295
中文引用格式： 王纬地，姚金杰，杨志良，等. 基于FPGA的梳状谱通信干扰信号设计与研究[J]. 电子技术应用，2025，51(9)：95-99.
英文引用格式： Wang Weidi，Yao Jinjie，Yang Zhiliang，et al. Design and research of comb spectrum communication interference signal based on FPGA[J]. Application of Electronic Technique，2025，51(9)：95-99.
Design and research of comb spectrum communication interference signal based on FPGA
Wang Weidi，Yao Jinjie，Yang Zhiliang，Wang Haitao
College of Information and Communication Engineering， The North University of China
Abstract： In order to effectively test the actual anti-interference performance of communication radio stations, a design scheme for Gaussian white noise comb spectrum interference signals based on FPGA is proposed. Compared to traditional random phase frequency modulation comb spectrum interference, it is more effective in combating broadband communication systems. This scheme is based on FPGA and improveds Ziggurat algorithm and DDS technology to generate comb spectrum interference signals. It has strong flexibility while meeting high-speed and high-performance requirements. And through the DA chip output, 3~11 comb spectrum signals were generated. The experimental results show that the frequency control error of the generated comb spectrum interference signal is less than 0.001%, and the interference effect is quantified as an indicator.
Key words : comb spectrum interference；FPGA；DDS；communication interference

引言

电台通信系统是通过无线电波进行信号传输的一种通信方式，广泛应用于各类场景中，尤其是在需要远距离、实时、快速通信的环境下[1]。梳状谱干扰是一种多频点的压制式干扰，其信号的频谱呈现出周期性的梳状结构，类似于梳子的齿状图案。它与通信系统的多个工作频率接近或重叠[2]，这使得系统对这种干扰的抗干扰能力较差，尤其是在没有采取适当的频谱管理、滤波或其他抑制干扰的措施时，通信系统可能会受到显著影响[3]。因此针对通信电台通信性能测试和提高抗干扰能力，本文研究并设计了一种高斯白噪声梳状谱干扰信号。

梳状谱干扰的干扰来源一般是噪声信号，常用的噪声信号有高斯白噪声和均匀白噪声，高斯白噪声的概率分布具有较高的极端值概率（尾部较重）。由于其分布的性质，高斯噪声对低信噪比（SNR）下的系统干扰较大，可能导致较高的误码率[4]。

目前，国内大多数梳状谱干扰信号通过随机相位的方法产生一定的调频噪声效果[5]。虽然产生相位噪声相对简单，但不会影响到信号的幅度[6]。针对通信电台的通信性能测试，选用高斯白噪声用作干扰信号有更好的干扰能力[7]。不仅可以通过频率扰动影响信号，还能通过幅度扰动增加干扰强度，尤其是在对抗宽带通信系统时更有效，有助于测试电台的抗干扰能力和提高抗干扰性能。所以本文采用改进的Ziggurat算法生成高斯白噪声，然后通过直接数字频率合成（DDS）产生多个频点的信号，最后将高斯白噪声和梳状谱信号进行混频得到高斯白噪声梳状谱干扰信号。生成的干扰波形具有高速、灵活、可调等优点，可满足在内外场对通信电台测试中的干扰任务需求。


本文详细内容请下载：

//www.51qz.net/resource/share/2000006695


作者信息：

王纬地，姚金杰，杨志良，王海涛

（中北大学 信息与通信工程学院，山西 太原 030051）


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