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

张锦程; 郝新红; 侯朝文

doi:10.12382/bgxb.2026.0008

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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

更新时间：2026-10-13

- 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
- Design of Frequency and Phase Composite Anti-jamming FMCW Fuze System and Ranging Algorithm Based on Chaotic Code
- 兵工学报 2026年47卷第9期页码：260008
- 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：
  
  邮箱：haoxinhong@bit.edu.cn
- 基金信息：
- DOI：10.12382/bgxb.2026.0008
  中图分类号： TJ301
- 收稿：2026-01-04，
  
  修回：2026-08-25，
  
  录用：2026-05-21，
  
  网络首发：2026-09-07，
  
  纸质出版：2026-09-30
- 稿件说明：
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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

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