Design of Frequency and Phase Composite Anti-jamming FMCW Fuze System and Ranging Algorithm Based on Chaotic Code

ZHANG Jincheng; HAO Xinhong; HOU Chaowen

doi:10.12382/bgxb.2026.0008

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Design of Frequency and Phase Composite Anti-jamming FMCW Fuze System and Ranging Algorithm Based on Chaotic Code

更新时间：2026-10-13

- Design of Frequency and Phase Composite Anti-jamming FMCW Fuze System and Ranging Algorithm Based on Chaotic Code
- ACTA ARMAMENTARII Vol. 47, Issue 9, Pages: 260008(2026)
- 作者机构：
  
  北京理工大学机电动态控制重点实验室，北京 100081
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.12382/bgxb.2026.0008
  CLC： TJ301
- Received：04 January 2026，
  
  Revised：2026-08-25，
  
  Accepted：21 May 2026，
  
  Online First：07 September 2026，
  
  Published：30 September 2026
- 稿件说明：
移动端阅览
张锦程,郝新红,侯朝文.基于混沌码的频率与相位复合调制抗干扰FMCW引信体制与定距算法设计[J].兵工学报,2026,47(09):260008.

ZHANG Jincheng,HAO Xinhong,HOU Chaowen.Design of Frequency and Phase Composite Anti-jamming FMCW Fuze System and Ranging Algorithm Based on Chaotic Code[J].ACTA ARMAMENTARII,2026,47(09):260008.
张锦程,郝新红,侯朝文.基于混沌码的频率与相位复合调制抗干扰FMCW引信体制与定距算法设计[J].兵工学报,2026,47(09):260008. DOI： 10.12382/bgxb.2026.0008.

ZHANG Jincheng,HAO Xinhong,HOU Chaowen.Design of Frequency and Phase Composite Anti-jamming FMCW Fuze System and Ranging Algorithm Based on Chaotic Code[J].ACTA ARMAMENTARII,2026,47(09):260008. DOI： 10.12382/bgxb.2026.0008.

摘要

为解决传统的线性调频连续波（Frequency Modulated Continuous Wave， FMCW）引信因调制参数固定易被干扰的问题，设计一种基于混沌码频率与相位复合调制的新型引信波形设计方案及归一化变率定距（Normalized Rate-Invariant Ranging， NRIR）算法。利用Logistic混沌映射的遍历性与初值敏感性，构建双维度的复合调制体制：频率域利用混沌状态对调频斜率进行周期二值变化，打破信号周期性；相位域基于混沌二值序列实施相位编码，进一步提升波形熵值与复杂度，从根本上破坏相干性干扰所需的参数稳定性。为解决变斜率调制导致的距离-多普勒耦合失效及频谱弥散问题，推导NRIR算法并引入重采样变换算子，将非平稳的变率差频信号映射至归一化的恒定斜率空间，实现对目标的相干积累与测距。通过模糊函数作为工具，理论分析、仿真实验与测试结果表明：在-5 dB的数字射频存储（Digital Radio Frequency Memory，DRFM）干扰与扫频式干扰信干比条件下，NRIR算法可实现峰值旁瓣比提升7.9 dB与5.7 dB，定距精度稳定在±0.5 m，证明基于混沌码的频率与相位复合调制体制在 DRFM有源欺骗干扰及扫频干扰方面具有良好性能，为引信抗干扰设计提供理论支撑与技术路径。

Abstract

To address the issue of interference due to fixed modulation parameters in traditional frequency modulated continuous wave （FMCW） fuzes， this paper propose a novel fuze waveform design based on chaotic code frequency and phase composite modulation and a normalized rate-invariant ranging （NRIR） algorithm. A two-dimensional composite modulation system is developed by leveraging the ergodicity and initial value sensitivity of Logistic chaotic mapping. In the frequency domain， the chaotic state is utilized to periodically binary-modulate the frequency modulation slope to break the periodicity of signal. In the phase domain， the phase encoding is implemented based on chaotic binary sequences， further enhancing the entropy and complexity of waveform， and fundamentally disrupting the parameter stability required for coherent interference. To resolve the issues of distance-Doppler coupling failure and spectral dispersion caused by variable slope modulation， the NRIR algorithm is derived. A resampling transformation operator is introduced to map the non-stationary variable rate differential frequency signal to a normalized "constant slope" space， enabling the coherent accumulation and ranging for target detection. Theoretical analysis， simulation experiments， and test results， using the ambiguity function as a tool， show that， under the conditions of -5 dB digital radio frequency memory （DRFM） interference and frequency-sweep interference， the NRIR algorithm can increase a peak-to-sidelobe ratio by 7.9 dB and 5.7 dB， and keep the ranging accuracy within ±0.5 m. These results demonstrate that the proposed chaotic frequency and phase composite modulation system offers excellent performance in mitigating DRFM active deception jamming and frequency-sweep interference， providing theoretical support and a technical pathway for fuze anti-jamming design.

关键词

Keywords

references

崔占忠，宋世和，徐立新，等 . 近炸引信原理［M］. 第3版 . 北京：北京理工大学出版社， 2009 ： 68 .

Cui Z Z ， Song S H ， Xu L X ， et al . Principle of proximity fuze ［M］. 3rd ed . Beijing ： Beijing Institute of Technology Press ， 2009 ： 68 . （in Chinese）

贾金伟，高敏，韩壮志，等 . 无线电近炸引信信息型干扰技术与典型装备分析［J/OL］. 电光与控制， 2025 （ 2025-08-08 ）. https：//link.cnki.net/urlid/41.1227.tn.20250808.1102.002 https://link.cnki.net/urlid/41.1227.tn.20250808.1102.002 .

Jia J W ， Gao M ， Han Z Z ， et al . Analysis of information-based jamming technology and typical equipment against radio proximity fuzes ［J/OL］. Electronics Optics & Control ， 2025 （ 2025-08-08 ）. https：//link.cnki.net/urlid/41.1227.tn.20250808. 1102.002 https://link.cnki.net/urlid/41.1227.tn.20250808.1102.002 . （in Chinese）

孔志杰，郝新红，栗苹，等 . 基于时序及相关检测的调频引信抗扫频干扰方法［J］. 兵工学报， 2017 ， 38 （ 8 ）： 1483 - 1489 .

Kong Z J ， Hao X H ， Li P ， et al . Research on anti-frequency sweeping jamming method for frequency modulation fuze based on timing sequence and correlation detection ［J］. Acta Armamentarii ， 2017 ， 38 （ 8 ）： 1483 - 1489 . （in Chinese）

孙克辉 . 混沌保密通信原理与技术［M］. 北京：清华大学出版社， 2015 ： 3 - 17 .

Sun K H . Principle and technology of chaotic secure communication ［M］. Beijing ： Tsinghua University Press ， 2015 ： 3 - 17 . （in Chinese）

陈齐乐，晏祺，郝新红，等 . 无线电近炸引信混沌码调相与线性调频复合调制波形设计与分析［J］. 兵工学报， 2018 ， 39 （ 11 ）： 2127 - 2136 .

Chen Q L ， Yan Q ， Hao X H ， et al . Analysis of transmitting waveform of radio fuze modulated by chaotic bi-phased code and hybrid linear frequency modulation ［J］. Acta Armamentarii ， 2018 ， 39 （ 11 ）： 2127 - 2136 . （in Chinese）

Pappu C S ， Grooms S ， Garmatyuk D . Interference resilient integrated sensing and communication using multiplexed chaos ［J］. IEEE Transactions on Radar Systems ， 2025 ， 3 ： 26 - 43 .

Wu K W ， Hao Z J ， Liu C H ， et al . Design of anti-interference ultra-wideband fuze waveform based on chaotic pulse position modulation ［J］. Journal of Physics： Conference Series ， 2024 ， 2891 ： 122001 .

Yazar G S ， Demir Ş ， Koç S . Frequency-shifted FMCW method against DRFM spoofing attacks ［J］. EURASIP Journal on Advances in Signal Processing ， 2025 ， 2025 （ 1 ）： 19 .

Han B W ， Qu X D ， Yang X P ， et al . DRFM-based repeater jamming reconstruction and cancellation method with accurate edge detection ［J］. Remote Sensing ， 2023 ， 15 （ 7 ）： 1759 .

杨秋燕，陈齐乐，郝新红 . 连续波调频引信分数域匹配阶抗扫频干扰方法［J］. 兵工学报， 2025 ， 46 （ 1 ）： 231188 .

Yang Q Y ， Chen Q L ， Hao X H . An anti-frequency sweeping jamming method based on matching order in fractional fourier domain for FMCW fuze ［J］. Acta Armamentarii ， 2025 ， 46 （ 1 ）： 231188 . （in Chinese）

陈齐乐，钱鹏飞，孔志杰，等 . 基于变分信号分解的脉冲多普勒雷达抗扫频式干扰方法［J］. 兵工学报， 2024 ， 45 （ 6 ）： 2076 - 2084 .

Chen Q L ， Qian P F ， Kong Z J ， et al . Anti-sweep-jamming method for PD radar based on variational signal decomposition ［J］. Acta Armamentarii ， 2024 ， 45 （ 6 ）： 2076 - 2084 . （in Chinese）

Chen X Y ， Liu Y ， Wang C . Multi-domain fusion network for active jamming recognition in cognitive radar ［J］. Remote Sensing ， 2025 ， 17 （ 10 ）： 1723 - 1723 .

Zhou Y ， Cao R G ， Zhang A Q ， et al . An interference mitigation method for FMCW radar based on time-frequency distribution and dual-domain fusion filtering ［J］. Sensors ， 2024 ， 24 （ 11 ）： 3288 .

Willsey M S ， Cuomo K M ， Oppenheim A V . Quasi-orthogonal wideband radar waveforms based on chaotic systems ［J］. IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems ， 2011 ， 47 （ 3 ）： 1974 - 1984 .

黄莹，郝新红，孔志杰，等 . 基于熵特征的调频引信目标与干扰信号识别［J］. 兵工学报， 2017 ， 38 （ 2 ）： 254 - 260 .

Huang Y ， Hao X H ， Kong Z J ， et al . Recognition of target and jamming signal for FM fuze based on entropy features ［J］. Acta Armamentarii ， 2017 ， 38 （ 2 ）： 254 - 260 . （in Chinese）

Becchi M ， Pavan G M . Maximum information extraction via clustering and minimization of Shannon entropy ［J］. Machine Learning： Science and Technology ， 2025 ， 6 （ 4 ）： 045074 .

李泽，闫晓鹏，栗苹，等 . 基于相似度的无线电引信抗干扰能力量化表征方法［J］. 兵工学报， 2017 ， 38 （ 7 ）： 1283 - 1290 .

Li Z ， Yan X P ， Li P ， et al . Quantitative characterization method for anti-jamming capability of radio fuze based on similarity ［J］. Acta Armamentarii ， 2017 ， 38 （ 7 ）： 1283 - 1290 . （in Chinese）

刘静，赵惠昌，周新刚，等 . 伪码与线性调频复合调制信号分析［J］. 兵工学报， 2011 ， 32 （ 10 ）： 1217 - 1222 .

Liu J ， Zhao H C ， Zhou X G ， et al . Analysis of pseudo code and LFM compound modulation signal ［J］. Acta Armamentarii ， 2011 ， 32 （ 10 ）： 1217 - 1222 . （in Chinese）

Lu G ， Tang B ， Gui G . Deception ECM signals cancellation processor with joint time-frequency pulse diversity ［J］． IEICE Electronics Express ， 2011 ， 8 （ 19 ）： 1608 - 1613 ．

Liu L Y ， Lv Q Z ， Liu J L ， et al . Adaptive parameter estimation for compound interrupted sampling and repeating jamming ［J］. IEEE Signal Processing Letters ， 2024 ， 31 ： 496 - 500 .

熊雪瑶，牛兰杰，马捷，等 . M序列编码调频定距引信抗干扰特性［J］. 探测与控制学报， 2023 ， 45 （ 1 ）： 38 - 43 .

Xiong X Y ， Niu L J ， Ma J ， et al . M-coded frequency modulation ranging fuze anti-jamming property ［J］. Journal of Detection & Control ， 2023 ， 45 （ 1 ）： 38 - 43 . （in Chinese）

乔彩霞，郝新红，陈齐乐，等 . 基于相关旁瓣平均的混沌码与线性调频复合调制无线电引信抗数字射频存储干扰方法［J］. 兵工学报， 2020 ， 41 （ 4 ）： 641 - 648 .

Qiao C X ， Hao X H ， Chen Q L ， et al . Anti-DRFM-jamming method based on averaging of range side lobes for hybrid modulation radio fuze ［J］. Acta Armamentarii ， 2020 ， 41 （ 4 ）： 641 - 648 . （in Chinese）

Views

下载量

CNKI被引量

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

A Method for Calculating the Shielding Effectiveness of Radio Fuze Cavity

Research on Anti-frequency Sweeping Jamming of Radio Fuze Based on Support Vector Machine

Evaluation of Anti-jamming Performance of Radio Fuze Based on Fuzzy Comprehensive Judgment

Corrosion Resistance of In-situ Grown Self-sealing Micro-arc Oxidation Coating on Magnesium Alloy Surface

Cooperative Optimization of Tasks and Trajectories for Multiple Unmanned Ground Vehicles Based on Path Perception

Related Author

HAO Xinhong

Kaibai CHEN

Min GAO

Xiaodong ZHOU

Junjian BI

Yi WANG

ZHANG Biao

YAN Xiao-peng

Related Institution

Department of Missile Engineering, Shijiazhuang Campus of Army Engineering University

Department of Ammunition Engineering, Shijiazhuang Campus of Army Engineering University

National Key Laboratory on Electromagnetic Environment Effects, Shijiazhuang Campus of Army Engineering University

北京理工大学机电动态控制重点实验室北京

College of Information, Beijing Union University

Postal code：100089
Tel：010-68963060/68962718 Fax：010-68963025 Email：bgxb@cos.org.cn
Technical support is provided by Beijing Founder electronics co., LTD 京ICP备05059581号-4 京公网安备11010802024360号
It is recommended to read the content of this site in Chrome&IE9+. Please switch to extreme mode in browser 360.
Cookies We use cookies to help provide and enhance our service and tailor content. By continuing, you agree to the use of cookies.
Total Visits：222925 Visits Today：1086 Online Users：9

⁰