知识贴！扩频信号及直序扩频技术的优势

JTIDS的信号为扩频信号，在TDMA中使用了两种扩频方式：直序扩频和跳频。

JTIDS的脉冲信号是由32个基码构成的伪随机序列段对载频作MSK调制（也叫CPSM调制）而形成的。每个基码宽0.2us，伪随机序列段长6.4us，因此脉冲宽度也为4us。

经MSK调制后，JTIDS脉冲信号的功率谱如下图 14所示。图中还同时示出了用同样的伪随机序列做相移键控调制之后所产生的信号的功率谱。

图 14 MSK调制信号功率谱密度图

上图可见，用MSK调制时，功率谱主瓣宽度下降25%，主瓣边沿以每倍频程12dB的速度滚降，而不是二进制相移键控时的6dB。即MSK调试将使频谱比较集中这就是JTIDS系统采用MSK调制的原因之一。

不过在JTIDS系统中，MSK调制信号还要经过进一步滤波以仔细地控制脉冲前后沿之后才发射出去。最终所到的发射脉冲功率谱如图 14所示，其特性如下表 5所示：

表 5 JTIDS发射脉冲功率谱特性

距中心载频的距离（MHz）	功率谱下降率（dB）
3	10
5	23
13	55

图 15 JTIDS发射脉冲信号功率谱图

总体说来，JTIDS发射脉冲功率谱带宽约为3.5MHz。在距载频9至13MHz之间，发射脉冲的功率谱以每倍频程24dB下降。

而为了避免JTIDS系统与空管雷达/IFF系统之间不发生相互干扰，JTIDS也不选择1030MHz和1090MHz附近的载频进行使用。JTIDS发射脉冲功率谱需保证在1030MHz或1090MHz附近±7MHz频段内，功率谱密度将比峰值低60dB。

如果不用伪随机序列，而用一般二进制序列作调制信号或用相移键控调制方式，同时脉宽采用6.4us，也保持载有5bit信息，那么带宽将减小为0.78MHz。可见由于使用伪随机序列作为调制信号，结果是脉冲功率谱带宽展宽了，因此实现了频谱扩展，这种扩频方式叫直序扩频。

直序扩频的结果将使信号功率谱密度下降，从而使敌方的情报系统不容易检测到，也降低了对其它同波段用户的干扰。同时，由于调制信号是一个编码信号，因此敌方即便检测到信号而提取其中信息也会变得困难。

直序扩频对热噪声和人为干扰也有一定抑制能力。在接收端，到达的信号将是所希望的信号与干扰信号的叠加，被送到相关器上去与本地基准码相比较，以选出与本地基准相匹配的输入信号分量。

由于基准信号和所希望的信号是相同的，因而也是宽带信号，相关过程的效果是把希望的宽带输入信号变为窄带信号，而把不希望的输入信号的频谱扩展到和本地基准信号的频谱一样宽，甚至还要超过。

例如，如果不希望的输入信号来自一个连续波干扰机，那么在相关器输出端干扰信号会变成一个和本地基准信号一模一样的宽带信号；如果不希望的输入信号来自一个噪声干扰机，那么这种宽带噪声干扰信号在相关器输出端将变成一个噪声和宽带信号的混合信号，带宽比进来时还要宽许多。

由于接收机知道所希望的信号在通过相关器之后其带宽是多少，因此在相关器之后接有一个窄带滤波器，恰好能通过希望的信号，而将大部分展宽了的不希望的信号滤除掉。这就是直序扩频抗干扰的原理。

从技术上说，直序扩频类似于雷达技术中使用的脉冲压缩技术，它实质上是脉冲宽度与其频谱带宽的乘积问题。

来源：雷达通信电子战