基于脉冲切割的低信噪比信号参数提取方法技术

本发明专利技术公开了一种基于脉冲切割的低信噪比信号参数提取方法，主要解决在现有技术中对低信噪比情况下离散频率编码信号参数提取困难的问题，其实现方案为：根据雷达接收到的数字脉冲信号，截取其中一段作为参考信号，对参考信号进行短时傅里叶变换得到其时频图；利用时频图得到雷达脉冲信号的脉冲重复时间估计值以及频率编码个数；利用脉冲重复时间对数字脉冲信号进行分组，对分组后的信号依次进行脉冲对准校正、相位补偿和相参积累，得到高信噪比的积累信号，进而得到雷达脉冲信号的脉宽、带宽、载频和频率编码的估计结果。本发明专利技术能有效地在低信噪比条件下提取出离散频率编码信号的参数，且参数精度高，可用于对离散频率编码脉冲信号的处理与分析。

Parameter extraction method of low SNR signal based on pulse cutting

【技术实现步骤摘要】
基于脉冲切割的低信噪比信号参数提取方法
本专利技术属于雷达
，特别涉及一种低信噪比信号参数提取方法，适用于对离散频率编码脉冲信号的处理与分析。
技术介绍
地面基站雷达接收对方雷达发射的直达波脉冲信号，信号通过雷达接收机，进行下变频处理变换到基带信号，利用运算放大器对信号幅度进行放大，然后通过AD转换变为数字脉冲信号，对数字脉冲信号划定门限进行脉冲检测，然后对检测到的脉冲信号进行一系列的参数提取操作。但是在实际工作中，地面基站雷达接收到的信号一般是对方雷达的波束副瓣发射的信号，在经过雷达接收机处理以后得到的脉冲信号电平可能与噪声电平持平甚至低于噪声电平，存在信号淹没在噪声中的情况。在这种低信噪比情况下，已经无法通过简单的划分门限的方法将脉冲信号与噪声区分开，这给信号的参数提取就带来了很大的困难。然而，由于雷达信号之间存在一定的相参关系，而噪声是随机的，故对多个脉冲信号进行相参积累，在相参积累后脉冲信号的幅度电平会被叠加起来，而噪声会仍旧保持其原来的幅度电平，故通过相参积累，信号的信噪比会得到很明显的提升，对后续信号参数提取工作带来了很大的便利。相参积累则需要对脉冲信号进行准确的分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于脉冲切割的低信噪比信号参数提取方法，其特征在于，包括如下：(1)获得时频分析图，估计脉冲重复时间和频率编码个数：(1a)对于待处理的低信噪比数字信号，选取其中一段作为参考信号，对参考信号做短时傅里叶变换得到信号的时频分析图；(1b)根据时频分析图中显示的时频对应关系得到参考信号的脉冲重复时间，取多组信号的时间间隔中位数作为参考脉冲信号的脉冲重复时间估计值；(1c)对时频分析图进行观察，手动查出图中较为明显的频点个数作为频率编码个数的估计值；(2)根据脉冲重复时间的估计值对接收到的雷达信号进行分组，并对每一组脉冲信号依次做脉冲对准校正处理、相位补偿，最后通过相参积累得到高信噪比的雷达...

【技术特征摘要】
2019.01.17 CN 20191004342681.一种基于脉冲切割的低信噪比信号参数提取方法，其特征在于，包括如下：(1)获得时频分析图，估计脉冲重复时间和频率编码个数：(1a)对于待处理的低信噪比数字信号，选取其中一段作为参考信号，对参考信号做短时傅里叶变换得到信号的时频分析图；(1b)根据时频分析图中显示的时频对应关系得到参考信号的脉冲重复时间，取多组信号的时间间隔中位数作为参考脉冲信号的脉冲重复时间估计值；(1c)对时频分析图进行观察，手动查出图中较为明显的频点个数作为频率编码个数的估计值；(2)根据脉冲重复时间的估计值对接收到的雷达信号进行分组，并对每一组脉冲信号依次做脉冲对准校正处理、相位补偿，最后通过相参积累得到高信噪比的雷达脉冲信号；(3)对高信噪比的脉冲信号划定噪声门限，检测脉冲信号位置及宽度，计算雷达信号的脉宽估计值，根据估计的频率编码个数进行脉冲切割，提取脉冲信号的带宽、载频以及频率编码信息的估计值。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在(1a)中对参考信号做短时傅里叶变换得到信号的时频分析图,其实现如下：(1a1)选取固定长度L的矩形滑动窗在时间位置t0处对信号进行截取并做傅里叶变换，得到一个窗函数下的短时傅里叶变换结果；(1a2)滑动窗函数，重复(1a1)，将利用滑动窗得到的傅里叶变换结果按照时间顺序排列起来，得到该参考信号的时频图。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，(1b)中利用时频分析图得到信号脉冲重复时间估计值，其实现如下：(1b1)根据时频分析图，设置噪声门限亮度阈值Th，将图像中亮度大于阈值Th的点标记为脉冲信号，将小于该阈值的点标记为噪声；(1b2)记录检测得到的脉冲信号的起始时间，计算相邻两个脉冲信号之间的起始时间间隔NT，根据采样率的关系计算得到两个脉冲信号之间的脉冲重复时间，取多组数据的中位数作为脉冲重复时间PRT的估计值。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，(1c)中利用时频分析图得到离散频率编码信号的频率编码个数，其实现如下：(1c1)根据时频分析图，设置噪声门限亮度阈值Th，将图像中亮度大于阈值Th的点标记为脉冲信号，将小于该阈值的点标记为噪声；(1c2)记单个脉冲信号的起始时间坐标为tstar、截止时间坐标为tsend，记单个脉冲信号的频率起始坐标为fstar、频率截止坐标为fsend，选取时频图中时间[tstar,tsend]与频率[fstar,fsend]的矩形区域进行放大，得到单个脉冲的时频图；(1c3)查看单个脉冲的时频图，手动查出图中有亮度落差的矩形块个数，记为频率编码个数的粗估计值X。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，(2)中对每一组脉冲信号依次做脉冲对准校正处理、相位补偿，其实现如下：(2a)选取一组信号s1(t)作为参考信号，将第n个待处理信号sn(t)与参考信号s1(t)做匹配滤波，记匹配滤波结果峰值点位置为tmax，s1(t)自相关峰值点位置为tmid，计算二者之差t0＝tmax-tmid，记为待处理信号sn(t)与参考信号s1(t)之间的时移差；(2b)对待处理信号sn(t)做傅里叶变换得到待处理信号的频域形式Fn(ω)，令Fn(ω)乘以频移项得到频移处理后的结果对Fn'(ω)做逆傅里叶变换，得到经过频移处理后的信号的时域形式，即经过对准校正处理后的信号s'n(t)；(2c)令n＝1,2,3…N，N为脉组个数，重复(2a)与(2b)，对所有脉组均进行脉冲对准校正处理；(2d)从校正后的信号中选取s1(t)为参考信号，其他任意一组信号sm(t)即m≠1的信号均为待补偿信号，其表达形式为：其中，fc为信号载频，tp为信号脉宽...

【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，魏嵩，张曼，孙希平，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61