检测微弱脉冲信号的自动匹配相关处理方法技术

本发明专利技术涉及一种检测微弱脉冲信号的自动匹配相关处理方法，主要适用于被动超视距侦测(侦察、电子战等)领域中的微弱信号检测。处理流程是：首先对接收机输出的噪声加目标辐射信号进行统计得出信号电平均值，根据给定虚警率的要求，自动确定门限和噪声信号电平均值的关系；然后对信号求模后的结果进行脉内相关卷积处理，将结果与相应的门限电平进行比较，得出检测结果；最后利用表决法进行虚假检测结果剔除。本发明专利技术不仅利用了抑制噪声信号、防止虚假信号检测，而且提高了信号检测和参数提取性能，在电子侦察、电子战等领域具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一
本专利技术属于电子战、侦察领域复杂密集电磁环境中的自动信号检测技术，采用自动匹配相关处理的微弱目标信号检测技术实现高性能的被动侦测系统信号检测。二
技术介绍
在被动侦测系统的目标信号检测和参数估计中，首先要对接收到的目标信号进行检测和去噪处理，然后才能进行后续的信号处理和数据处理。检测方法的选择非常重要，它将直接影响到接收机的灵敏度及后续的处理结果。在被动侦测系统接收机中，输出信号可能是有用的目标信号，也可能是噪声和各类干扰信号，由于输入信号不可预知，所以也就不可能设计一种带有匹配滤波功能的检测器来获得最优灵敏度。通常设计检测器与预期的最短脉冲相匹配，而设计一种具有可变灵敏度的检测器(对较长的输入脉冲，具有更高的灵敏度)是有必要的。在数字化的被动侦测接收机中，输出信号和门限电平都被数字化了，理论上可以针对每个数据点的数值自动建立门限，每一个数据点都可以与门限比较来进行快速信号检测，单位时间内的检测次数依赖于对信号的采样速率。但是对N个信号采样数据一起进行处理可以提高检测的准确性和处理速度。对于数字化的被动侦测信号的自动门限信号检测过程，既可以在时域也可以在频域进行。一起处理的数据点数较多时，在时域中的自动门限检测处理相对比较容易实现，所以本专利技术选择了时域处理算法。三
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于自动匹配相关处理的微弱目标信号检测方法，其具体由时域自动门限检测和基于表决法的虚假抑制技术实现。采用时域自动门限检测方法，能以较大的概率检测到信号，并能较精确地检测出信号的起止时刻，并截获这段数据供后续处理。采用表决检测法在统计意义上抑制虚假检测结果，提高检测性能。实现本专利技术目的的技术解决方案为:将时域自动门限检测方法与有利于抑制虚假检测的表决检测法相结合，以显著改善接收机对快速起伏信号的检测性能。首先对接收机噪声干扰信号进行统计得出动态的“基底”信号均值，根据给定虚警率的要求，确定门限和“基底”信号均值的关系。对求模后的信号进行批量滑动检测处理，通过与相应的门限比较得出信号检测序列；然后利用表决法对输出的信号序列进行二次检测处理。本专利技术在产生自适应门限信号时，必须对噪声和干扰信号进行统计，为了在没有信号、只有噪声和干扰的时间段进行基底信号均值计算，需要自动对侦收的有用目标辐射信号进行判断和滤除。本专利技术在自适应门限信号检测基础上，与表决检测相结合，采用多级融合检测方法，能实时针对不同电磁环境下的信号检测。基于表决法的检测，采用N/M原则，能有效的去除检测中可能存在的虚假。本专利技术在基于FPGA的硬件平台上，采用VHDL语言编程，实时实现了该检测算法并应用于工程实际。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为:采用基于自适应门限与表决法相融合的自动匹配相关处理微弱目标信号检测技术，能有效地提取出复杂噪声环境下的有用信息，为后续的被动参数计算奠定了良好的基础。且其工程实现简单，在基于FPGA的硬件平台上可以实现实时处理。该方法具有实时性好、检测概率高的特点，它的提出及工程实现在侦察、电子战等领域具有很高的推广应用价值。下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。四【附图说明】图1是本专利技术的微弱目标信号检测自动匹配相关处理方法流程图。图2是本专利技术的自动匹配相关处理微弱目标信号检测VHDL程序流程图。五【具体实施方式】本专利技术基于自适应门限产生和表决法的自动匹配相关处理微弱信号检测技术及实现方法具体实施步骤为，参见附图1:①对信号进行分路滤波，提取“基底”信号；②统计基底信号均值，根据虚警率要求，自动产生检测门限值；③根据信号IQ求模结果，对64点信号进行批量门限比较，得到检测数字结果；④采用N/M表决法进行“虚假”信号判决，实现信号二次检测输出。当采用统计方法进行“基底”信号分析时，如果有信号叠加在噪声和干扰基底上，统计特性会发生变异，因此需要先滤除信号，再找出没有信号、只有噪声干扰的时间段，根据门限与噪声干扰统计均值之间的关系，自动生成动态的检测门限。具体方法为:如果发现当前采集的值超过了初始的噪声平均电平的数倍，则不参与统计。根据噪声的概率密度函数，超过噪声平均电平数倍的概率很小，可将其去除，并不会对统计均值造成显著影响。在门限均值统计中，设定Pfas = 10_8，对统计均值进行排序，得到该虚警概率下的门限值，并且可以同时得到检测门限与噪声平均值之间的关系。根据此关系可以控制信号检测的门限。对64点信号批量进行相应的门限比较就可以得到相应的检测结果。最后再利用表决法进行“虚假”信号判决检测，得到最终的二次信号检测结果。该方法在基于FPGA的信号处理平台上可实现实时处理。整个系统的功能采用VHDL语言编写，最终由FPGA完成。VHDL程序采用自顶向下的树型结构形式，系统整个VHDL程序结构如附图2所示。整个系统工作在200MHz时钟下。基于自适应门限和表决法的自动匹配相关处理微弱目标信号检测技术及实现方法已经成功应用某型被动侦测系统，该方法能自适应地将信号从复杂干扰噪声背景下提取出来，并有效地保证后续的参数测量精度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测微弱目标信号的自动匹配相关处理方法，其特征在于：采用基于多点累加的时域自动门限检测方法，以较大的概率检测到信号，精确地检测出信号的起止时刻，并截获这段数据供后续处理；同时采用表决检测法，在统计意义上消除虚假检测结果；将时域自动门限检测方法与表决检测法相结合，以显著改善接收机对快速起伏信号的检测性能。

【技术特征摘要】
1.一种检测微弱目标信号的自动匹配相关处理方法，其特征在于:采用基于多点累加的时域自动门限检测方法，以较大的概率检测到信号，精确地检测出信号的起止时刻，并截获这段数据供后续处理；同时采用表决检测法，在统计意义上消除虚假检测结果；将时域自动门限检测方法与表决检测法相结合，以显著改善接收机对快速起伏信号的检测性能。2.一种实现权利要求1所述的微弱目标信号检测自动匹配相关处理系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建，桂峰，饶起，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二四研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32