一种基于回波幅度统计量的数字自动增益控制方法技术

本发明专利技术提供一种基于回波幅度统计量的数字自动增益控制方法，从接收信号的能量值出发，划分能量带，根据统计量的方法统计该信号落入不同能量范围的次数，从而确定该信号能量区间，以扩大或缩小接收信号，达到平稳准确控制增益的目的。本发明专利技术将基于统计量处理的方法应用于自动增益控制过程中，得到绝对增益，再有相对增益得到对原信号改变更小的相对增益，能平稳准确的将信号幅度调整至理想范围。本发明专利技术能够实现对回波接收机增益的自动调节，防止信号波动对接收机接收造成影响；设计采用全数字的方法，适用于各种体制的雷达对中频接收信号增益进行精确控制的电路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于回波幅度统计量的数字自动增益控制方法。
技术介绍
自动增益控制系统在广播、通信、导航和雷达领域中均有广泛应用，其主要作用是通过增益调整使接收机的输出电平保持基本恒定，从而减小由信道衰落等因素所造成的信号波动对接收机的影响。实际工作环境非常复杂，传播衰减、电磁干扰等会导致接收机输入信号电平变换较大。自动增益控制即是在接收弱信号时，提高接收机增益，而接收强信号时则降低接收机增益，以使输出信号保持在适当的电平，避免因输入信号太小而无法正常工作，或因输入信号太大而使接收机发生饱和阻塞。当前关于自动增益控制方面专利较多，如“快速调整自动增益控制值的方法及其模块”，申请号为CN200710147354.9，提供了一种用于无线通信接收机的快速调整自动增益控制值的方法及其模块，根据该方法，可以实现对自动增益控制值的快速调整，提高自动增益的调整速度，降低调整时间；“一种时分复用模式下的自动增益控制方法和装置”，申请号为CN201510150225.X，采用模拟自动增益控制AGC电路和数字自动增益控制AGC电路结合的方式实现增益的自动控制。基于统计量进行自动增益控制方面相关专利如下，“一种基于背景噪声最小统计量特征的声音环境识别方法”，申请号为CN201310507384.1，提出噪声最小统计量提取、建模及识别方法，主要应用于声音识别领域；“基于二阶统计量扰动分析的SAR图像变化检测方法”，申请号CN201510230170.3，该专利技术有效减少了由于时变相干斑噪声造成的虚警，实现对不同时段同一场景变化区域的检测；“一种基于高阶统计量的高光谱图像目标检测方法”，申请号CN201010128272.1，利用高阶统计量模型和信号处理方法针对未知核部件多种参数进行获取，具备一定的去噪能力、较高的浓度变化敏感性及对几何特征进行识别。此外，《数字AGC及相关技术研究》、《抗干扰接收机自动增益控制技术研究》等文献，从对自动增益控制电路的改进从而优化增益控制，快速实现增益控制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于避免上述
技术介绍
中的不足之处而提出的一种基于回波幅度统计量的自动增益控制方法。它从接收信号的能量值出发，划分能量带，根据统计量的方法统计该信号落入不同能量范围的次数，从而确定该信号能量区间，以扩大或缩小接收信号，达到平稳准确控制增益的目的。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是提供一种基于回波幅度统计量的数字自动增益控制方法，其包括步骤如下：S1.采集雷达回波信号，对预处理后的回波信号取模值，计算出信号能量谱；S2.划分能量区域，将能量谱映射到各个能量区域，得到能量区域谱；S3.根据能量区域谱，统计落入各个能量区域谱的数据个数，得到各个区间统计量；S4.将各个能量区域的统计量与门限标准做比较，当统计量大于或者等于门限标准时，将比较量记为1，当统计量小于门限标准时，将比较量记为0；S5.从高能量区域向低能量区域查询，首个比较量不为零的能量区域标记为接收信号的主能量；S6.将信号的主能量与能量门限做比较，得出绝对增益大小；S7.判断绝对增益是否在可接受范围内：若在可接受范围，不对信号调整；若不在可接受范围，计算出相对增益，对信号进行调整，完成对接收信号的增益控制处理。本专利技术涉及一种基于雷达回波信号进行幅度统计的方法自动计算增益，实现对回波接收机增益的自动调节，防止信号波动对接收机接收造成影响。设计采用全数字的方法，适用于各种体制的雷达对中频接收信号增益进行精确控制的电路。本专利技术与
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相比具有如下优点：1.本专利技术专利基于回波信号幅度统计理论，可以在一段时间内统计目标回波特性，避免了传统自动增益控制方法引起的增益突变的现象，实现接收机对回波信号的稳定接收。2.本专利技术具备实时根据脉冲宽度调整增益门限的功能，与此同时，当存在杂散干扰时，即该干扰宽度与信号脉冲宽度不匹配时，AGC不随之调控，具有较强的抗干扰能力；3.本专利技术专利具备快速响应能力，可以实现在一个重复周期内实现对增益的调控，与传统模拟控制方法相比，响应时间较快。4.本专利技术属于全数字自动增益控制，极大程度简化了传统模拟AGC控制电路，幅度统计、能量计算全部由软件实现，便于实时调整与改进。附图说明图1为基于统计量的自动增益控制处理的流程图。图2为计算信号能量原理框图；输入信号实部I与虚部Q，信号的实部与虚部分别平方，结果相加，即得到信号能量。图3为计算相对增益的原理框图。图4为算法仿真时输入的一组随即产生的信号。图5为仿真得出的绝对增益结果。图6为仿真得出的相对增益结果。具体实施方式本专利技术提供一种基于回波幅度统计量的数字自动增益控制方法，包括步骤如下：S1.采集雷达回波信号，对预处理后的回波信号取模值，计算出信号能量谱；即，通过预处理得到回波实部信号与信号虚部，将其平方结果相加，得到信号能量；S2.划分能量区域，将能量谱映射到各个能量区域，得到能量区域谱；S3.根据能量区域谱，统计落入各个能量区域谱的数据个数，得到各个区间统计量；S4.将各个能量区域的统计量与门限标准做比较，当统计量大于或者等于门限标准时，将比较量记为1，当统计量小于门限标准时，将比较量记为0；S5.从高能量区域向低能量区域查询，首个比较量不为零的能量区域标记为接收信号的主能量；S6.将信号的主能量与能量门限做比较，得出绝对增益大小；S7.判断增益是否在可接受范围内，若在可接受范围，就不对信号调整；若不在可接受范围，则计算出相对增益，对信号进行调整，完成对接收信号的增益控制处理。参照图1、图2和图3，本专利技术基于自动增益控制信号处理思想，将其中传统的自动增益控制方法替换为基于统计量的自动增益控制，实现了判断接收信号主能量带并将其平稳输出控制的一种自动增益控制处理方法。如图1所示，采集雷达回波信号，并进行数字下变频等预处理，得到回波实部信号I与信号虚部Q。根据图2，将信号的实部I与虚部Q分别平方，平方结果相加，得到信号能量。将能量划分成M个离散的区域，从1至N遍历回波能量值，N为采集雷达回波信号点数，若第n（其中n=1…N）个回波数据的能量值在区间m（其中m=1…M）中，那么能量区间m的统计量加1。将m个不同能量区间的统计量与分别与门限标准做比较，当统计量大于或者等于增益门限时，将统计量重新记为1，当统计量小于增益门限时，将统计量记为0。从0至m依次遍历整个能力区间，首个能量区间的统计量等于1的数据能量记为接收信号的主能量。将信号的主能量与自主设定的能量门限标准做差，得出绝对增益大小。将绝对增益与增益门限作比较，判断绝对增益是否在增益门限内。若在增益门限内，不对信号调整；若大于增益范围的最大值，相对增益为1，若小于增益范围的最小值，相对增益为-1。完成基于统计量的自动增益控制过程。图4为算法仿真时输入的一组随即产生的信号。图5为仿真得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于回波幅度统计量的数字自动增益控制方法，其特征在于，包括步骤如下：S1. 采集雷达回波信号，对预处理后的回波信号取模值，计算出信号能量谱；S2. 划分能量区域，将能量谱映射到各个能量区域，得到能量区域谱；S3. 根据能量区域谱，统计落入各个能量区域谱的数据个数，得到各个区间统计量；S4. 将各个能量区域的统计量与门限标准做比较，当统计量大于或者等于门限标准时，将比较量记为1，当统计量小于门限标准时，将比较量记为0；S5. 从高能量区域向低能量区域查询，首个比较量不为零的能量区域标记为接收信号的主能量；S6. 将信号的主能量与能量门限做比较，得出绝对增益大小；S7. 判断绝对增益是否在可接受范围内：若在可接受范围，不对信号调整；若不在可接受范围，计算出相对增益，对信号进行调整，完成对接收信号的增益控制处理。

【技术特征摘要】
1.一种基于回波幅度统计量的数字自动增益控制方法，其特征在于，包括步骤如下：
S1.采集雷达回波信号，对预处理后的回波信号取模值，计算出信号能量谱；
S2.划分能量区域，将能量谱映射到各个能量区域，得到能量区域谱；
S3.根据能量区域谱，统计落入各个能量区域谱的数据个数，得到各个区间统计量；
S4.将各个能量区域的统计量与门限标准做比较，当统计量大于或者等于门限标准时，将比较量记为1，当统计量小于门限标准时，将比较量记为0；
S5.从高能量区域向低能量区域查询，首个比较量不为零的能量区域标记为接收信号的主能量；
S6.将信号的主能量与能量门限做比较，得出绝对增益大小；
S7.判断绝对增益是否在可接受范围内：
若在可接受范围，不对信号调整；
若不在可接受范围，计算出相对增益，对信号进行调整，完成对接收信号的增益控制处理。
2.如权利要求1所述一种基于回波幅度统计量的数字自动增益控制方法，其特征在于：
S1中，采集雷达回波信号进行包含数字下变频的预处理，将得到的回波实部信号I与信号虚部Q分别平方，平方结果相加，得到信号能量。
3.如权利要求2所述一种基于回波幅度统计量的数字自动增益控制方法，其特征在于：

【专利技术属性】
技术研发人员：刘庆波，高路，李志华，王凤姣，高策，朱杰斌，
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