一种基于α-β滤波的AGC跳变检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于α‑β滤波的AGC跳变检测方法，其特征是，包含以下步骤：S1、初始化，对前20帧的AGC量测值进行α‑β滤波；S2、计算当前帧之前10～19帧的滤波值与AGC量测值的协方差；S3、根据步骤S2中获得的协方差计算AGC跳变门限；S4、对当前帧及其之前9帧进行判断，若满足跳变条件，则判断为AGC出现跳变沿，上升沿标识位置1，下降沿标志位置‑1，并执行步骤S5，若不满足跳变条件，则返回执行步骤S2继续进行检测；S5、中断原先α‑β滤波过程，从跳变沿开始重新滤波，返回执行步骤S2继续进行检测。其优点是：α‑β滤波计算量小、实时性高，且不需要新增电路模块，便于在工程实际中的应用。

An alpha beta filter based on AGC jump detection method

The invention discloses an alpha beta filter based on AGC jump detection method, which is characterized in that comprises the following steps: S1, initialization, the amount of AGC before the 20 frames of the measured value of alpha beta filter; S2, calculation of 10 ~ 19 frames before the current frame filtering value and AGC measurements S3, according to the covariance covariance; obtained in step S2 calculation AGC jump threshold; S4, for the current frame and the 9 frame before the judge, if it satisfies the jump conditions, it was judged as AGC jump edge, the rising edge marking position 1, position 1 down signs, and step S5, if jump variable condition is not satisfied, then go step S2 to detect; S5, alpha beta interrupt original filtering process, from start to jump along the filter, returning to step S2 to detect. The advantages are: alpha beta filter computation and high real-time, and does not need additional circuit module for the application in practical engineering.

【技术实现步骤摘要】
一种基于α-β滤波的AGC跳变检测方法
本专利技术涉及一种AGC跳变检测方法，具体涉及一种基于α-β滤波的AGC跳变检测方法。
技术介绍
随着现代战场电磁环境的日趋恶劣，雷达在对目标进行正常搜索和跟踪的同时，也受到了各种干扰的威胁，其中欺骗式的距离拖引干扰就是一种典型的有源干扰方式。该干扰方式诱使雷达错误地跟踪干扰信号，并最终导致丢失目标。为了采取相对应的抗干扰措施，首先需要检测出干扰信号在何时出现，以及最终干扰信号在何时消失。由于干扰信号的强度一般强于目标信号，而自动增益控制(AGC)又使放大电路的增益自动地随信号强度而调整，因此可以通过判断AGC值的跳变来检测干扰信号的出现与消失。当AGC值出现下降沿跳变时，干扰信号出现；而当AGC值出现上升沿跳变时，干扰信号消失。在实际的雷达工作环境中，由于海、地杂波等各方面的影响，AGC在正常跟踪目标时也存在抖动。因此如何在AGC存在正常抖动的情况下检测出干扰信号出现或消失，是采取抗干扰措施的前提，也是一个亟待解决的问题。目前国内有专利CN102664042B(“对开关输入信号跳变时序进行记录的方法”)介绍了一种记录跳变时序的方法。该方法通过高频率采样得到开关输入信号的跳变信息。由于对采样周期有着较高的要求，因而并不便于在工程实际中的运用。专利CN103235204B(“一种多路开关量测信号跳变检测与精确计时方法”)介绍了一种检测多路开关量测信号跳变的方法。该方法通过信号调理电路、信号隔离电路、信号采集模块、信号检测模块等实现对信号跳变的检测。作为一个复杂的系统设计方案，不便于在现有雷达系统中的实现。专利CN201083827Y(“一种检测GPS信号中数据位跳变的电路模块”)介绍了一种检测数据位跳变的电路模块。该方法利用数字下变频器、控制器、匹配滤波器组和数字信号处理器来判断数据位的跳变位置。由于需要新增多个处理模块，因而具体实现较为困难。2009年第6期的《无线电工程》期刊中公开文献《AGC系统抗干扰方法改进》介绍了一种改进传统AGC电路的方法。该方法通过在传统AGC电路上增加数字比较电路，自动识别带内强干扰，调整放大增益并在输出端进行放大限幅，进而消除带内强干扰。由于同样需要新增电路模块，不适合快速的应用实现。2008年第9期《信息技术》期刊中公开文献《基于小波变换模极大值通信信号码元跳变检测》介绍了一种基于小波变换的跳变检测方法。该方法利用小波变换的模极大值方法对数字通信信号的码元跳变点进行检测，尽管具有较高的精确性，但是运算量较大，并不适合在实时性要求较高的场景下的应用。本专利技术基于上述方法的不足，提出了一种在AGC存在正常抖动的情况下，基于α-β滤波的跳变检测方法，旨在用一种计算量较小且不需要新增电路模块的方法实现AGC的跳变检测。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于α-β滤波的AGC跳变检测方法，通过α-β滤波对正常跟踪目标时的AGC进行平滑处理，采用连续10帧滤波值与AGC量测值的协方差作为计算AGC跳变门限的基础，并且采用延后10帧进行判断的方法来区分干扰信号与正常跟踪目标时AGC的抖动，只有当前帧及其之前的9帧均满足跳变条件时才判断为AGC产生跳变，干扰信号出现或消失。为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种基于α-β滤波的AGC跳变检测方法，其特征是，包含以下步骤：S1、初始化，对前20帧的AGC量测值进行α-β滤波；S2、计算当前帧之前10～19帧的滤波值与AGC量测值的协方差；S3、根据步骤S2中获得的协方差计算AGC跳变门限；S4、对当前帧及其之前9帧进行判断，若满足跳变条件，则判断为AGC出现跳变沿，上升沿标识位置1，下降沿标志位置-1，并执行步骤S5，若不满足跳变条件，则返回执行步骤S2继续进行检测；S5、中断原先α-β滤波过程，从跳变沿开始重新滤波，返回执行步骤S2继续进行检测。上述的基于α-β滤波的AGC跳变检测方法，其中，所述的步骤S1中α-β滤波的基本方程为：其中，表示k+1时刻的预测估计值，表示k+1时刻的滤波估计值，Z(k+1)表示k+1时刻的量测值，F表示状态转移矩阵，K表示增益矩阵，H表示量测矩阵：H＝[10](5)式1.4中，α、β选用随滤波次数递增而收敛的变增益设计：上述的基于α-β滤波的AGC跳变检测方法，其中，所述的步骤S2具体包含：计算当前帧k之前10～19帧的滤波值与量测值Z(k-19:k-10)的协方差。上述的基于α-β滤波的AGC跳变检测方法，其中，所述的步骤S3具体包含：根据步骤S2中的协方差计算AGC跳变门限：上述的基于α-β滤波的AGC跳变检测方法，其中，所述的步骤S4具体包含：对当前帧k及其之前9帧进行判断，将当前帧之前的第10帧滤波值作为参考：若满足则判断AGC出现下降沿，标志位置1，执行步骤S5；若满足则判断AGC出现上升沿，标志位置-1，执行步骤S5；若两者均不满足，则返回至步骤S2继续进行检测。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、α-β滤波计算量小、实时性高，且不需要新增电路模块，便于在工程实际中的应用；2、通过计算之前帧的滤波值与AGC量测值得协方差作为跳变门限，且判断时采用连续10帧满足条件的方法，规避了正常跟踪目标时的AGC抖动跳变检测的影响，能够准确地识别干扰信号的出现于与消失。附图说明图1为本专利技术的方法流程图；图2为本专利技术的实施例的对于AGC跳变以及干扰信号出现与消失的检测仿真结果图。具体实施方式以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本专利技术做进一步阐述。实施例条件：雷达对目标进行19500帧的跟踪，干扰信号出现一段时间后消失，雷达恢复对目标的跟踪，跟踪过程中AGC值存在较大幅度的抖动。如图1所示，本专利技术提出的方法对上述实施例条件执行以下步骤：S1、初始化，对前20帧的AGC量测值进行α-β滤波，状态变量X表示为：状态方程表示为：X(k+1)＝FX(k)(2)其中，F表示状态转移矩阵：假设表示k+1时刻的预测估计值，表示k+1时刻的滤波估计值，Z(k+1)表示k+1时刻的量测值，则α-β滤波的基本方程表示为：其中，K表示增益矩阵，H表示量测矩阵：H＝[10](7)式1.6中，α、β这两个参数的选择对于滤波精度有着重要的影响，在本实施例中选用随滤波次数递增而收敛的变增益设计：该变增益设计能够在几乎不增加运算量的前提下，使得α-β滤波针对弱机动目标的滤波精度接近于运算量较大的卡尔曼滤波。S2、计算当前帧k之前10～19帧的滤波值与量测值Z(k-19:k-10)的协方差；应当注意的是，初次检测时，k的起始帧是第20帧，由于一帧时间极短，中距模式下为8ms，因此即使在该第20帧之前的0～19帧内出现跳变也不会影响正常检测。S3、根据步骤2中的协方差计算AGC跳变门限S4、对当前帧k及其之前9帧进行判断，将当前帧之前的第10帧滤波值作为参考：若满足则判断AGC出现下降沿，标志位置1，即对当前帧k时刻的标志位置1，执行步骤S5；若满足则判断AGC出现上升沿，标志位置-1，即对当前帧k时刻的标志位置-1，执行步骤S5；若两者均不满足，则返回至步骤S2继续进行检测，具体的，将当前帧的后一帧作为新的当前帧继续检测；S5、中断原先的α-β滤波过程，从跳变沿开始本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于α‑β滤波的AGC跳变检测方法，其特征在于，包含以下步骤：S1、初始化，对前20帧的AGC量测值进行α‑β滤波；S2、计算当前帧之前10～19帧的滤波值与AGC量测值的协方差；S3、根据步骤S2中获得的协方差计算AGC跳变门限；S4、对当前帧及其之前9帧进行判断，若满足跳变条件，则判断为AGC出现跳变沿，上升沿标识位置1，下降沿标志位置‑1，并执行步骤S5，若不满足跳变条件，则返回执行步骤S2继续进行检测；S5、中断原先α‑β滤波过程，从跳变沿开始重新滤波，返回执行步骤S2继续进行检测。

【技术特征摘要】
1.一种基于α-β滤波的AGC跳变检测方法，其特征在于，包含以下步骤：S1、初始化，对前20帧的AGC量测值进行α-β滤波；S2、计算当前帧之前10～19帧的滤波值与AGC量测值的协方差；S3、根据步骤S2中获得的协方差计算AGC跳变门限；S4、对当前帧及其之前9帧进行判断，若满足跳变条件，则判断为AGC出现跳变沿，上升沿标识位置1，下降沿标志位置-1，并执行步骤S5，若不满足跳变条件，则返回执行步骤S2继续进行检测；S5、中断原先α-β滤波过程，从跳变沿开始重新滤波，返回执行步骤S2继续进行检测。2.如权利要求1所述的基于α-β滤波的AGC跳变检测方法，其特征在于，所述的步骤S1中α-β滤波的基本方程为：其中，表示k+1时刻的预测估计值，表示k+1时刻的滤波估计值，Z(k+1)表示k+1时刻的量测值，F表示状态转移矩阵，K表示增益矩阵，H表示量测矩阵：H＝[10](5)式1.4中，α、β选用随滤波次...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈謇，蔡信，王志诚，
申请(专利权)人：上海无线电设备研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31