Mark XIIA Mode 5系统中的MSK技术应用
2012-08-10关春健杨建波
关春健,杨建波,刘 鹏
(空军航空大学,吉林 长春 130022)
0 引言
西方研制的IFF Mark XIIA是一种新型敌我识别系统,它取代了原有的Mark XII系统,克服了旧型系统受自身和外界的干扰影响大、安全性差设计缺陷,在兼容原有SIF、Mode 4工作模式基础上,增加了Mode 5[1]。它保持了协同识别的理念,对关键技术上进行革新,从而使系统抗干扰性、保密性显著增强。文中将介绍最小频移键控技术在 Mark XIIA系统中的应用,然后分析了MSK调制/解调原理,最后对比Mode 4中二进制相移键控(BPSK)来分析MSK技术的性能。
1 Mode 5中的MSK技术
Mark XIIA Mode 5融合了数字化、大吞吐量的特点。该系统不但能完成基本的敌我识别功能,同时具有态势感知、选址询问和数据传输等功能[2]。它工作在 L波段,询问/应答异频,分别为 1 030 MHz、1 090 MHz。区别于Mode 4采用的BPSK调制,新系统在询问、应答、数传中均使用MSK调制技术。
1.1 信号原理
最小频移键控(MSK,Minimum Shift Keying),是指调制指数为0.5的连续相位频率键控(CPFSK,Continuous Phase Frequency Shift Keying)。MSK调制信号具有包络恒定、相位连续、频率间隔最小的特点[3],信号没有相位突变。它的时域信号数学表达式可写为:

式中,fc=1/Tc表示载频,φ(t)表示连续的相位,Tb表示码元宽度,θn表示载波相位常数,在第n个码元内恒定,其表达式为:

式中,an=±1表示码元为1或0。可见,相位常数θn的大小受到当前an和前面相位常数影响,从而前后码元形成一定的相关性。若以载波相位为基准,φ(t)在一个码元周期内的准确线性变化为±π/2,而且在码元转换时刻信号具有连续的φ(t),信号时域波形不发生跳变[4]。分别令 an=+1、an=-1,可以得到信号的频率间隔为:

图1所示为MSK信号的时域波形,可见Tb=1.5(1/ f1),Tb= 2 (1/ f2)。……
