一种雷达脉冲信号畸变测量方法技术

本发明专利技术公开了一种雷达脉冲信号畸变测量方法，涉及雷达信号侦察技术领域，能够量化评估评估信号畸变程度，得到具体脉冲畸变参数数值，并可以极大地提高算法开发效率。包括如下步骤：对待测信号进行短时傅里叶变换，并从短时傅里叶变换结果中提取信号最大功率随时间变化图。基于信号最大功率随时间变化图，计算待测信号的归一化交叉相关参数、归一化变化趋势参数以及归一化脉冲分裂参数。将待测信号归一化交叉相关参数、归一化变化趋势参数、归一化脉冲分裂参数以及噪信比加权求和得到脉冲畸变参数。

A measurement method of radar pulse signal distortion

【技术实现步骤摘要】
一种雷达脉冲信号畸变测量方法
本专利技术涉及雷达信号侦察
，具体涉及一种雷达脉冲信号畸变测量方法。
技术介绍
在实际雷达信号参数测量中，由于电磁环境复杂，待处理的信号往往存在各种各样的畸变。在这种情况下信噪比已经不能很好地评估信号的质量以及信号参数测量算法的性能，在信噪比比较高的情况下检测结果反而不如信噪比差的情况，其主要原因在于没有考虑畸变的影响。目前关于信号畸变对雷达信号参数测量算法的影响还没有成熟的研究和统一的标准，使得算法缺乏对实际信号的适应性，在应用于实际工程时需要做大量的改进，极大地影响了算法开发效率。因此，目前亟需一种能够适应实际信号的信号脉冲畸变参数的测量方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种雷达脉冲信号畸变测量方法，能够量化评估评估信号畸变程度，得到具体脉冲畸变参数数值，并可以极大地提高算法开发效率。为达到上述目的，本专利技术的技术方案包括如下步骤：对待测信号进行短时傅里叶变换，并从短时傅里叶变换结果中提取信号最大功率随时间变化图。基于信号最大功率随时间变化图，计算待测信号的归一化交叉相关参数、归一化变化趋势参数以及归一化脉冲分裂参数。将待测信号归一化交叉相关参数、归一化变化趋势参数、归一化脉冲分裂参数以及噪信比加权求和得到脉冲畸变参数。进一步地，归一化交叉相关参数为NCCnew：NCCnew＝80.05+10×log10(10(A-NCC)-1)其中NCC为待测信号s(n)和设定的理想信号f(n)的NCC参数s(n)为待测信号；f(n)为设定的理想信号；n为时刻；N待测信号s(n)的总长度；A为预先设置的调节因子。进一步地，归一化变化趋势参数为VTP：其中s(n)为待测信号；n为时刻；PW为待测信号的信号时宽。进一步地，归一化脉冲分裂参数为：针对信号最大功率随时间变化图做曲线拟合，获得信号畸变包络曲线；在信号畸变包络曲线中，取极小值点作为分裂点；待测信号为线性调频信号，则线性调频信号的归一化脉冲分裂参数其中SRA(m)为第m个分裂点的分裂相对幅度：其中，s(tm)为待测信号中第m个分裂点时刻对应的数值；max(s)为待测信号最大值。进一步地，归一化脉冲分裂参数为：针对信号最大功率随时间变化图做曲线拟合，获得信号畸变包络曲线；在信号畸变包络曲线中，取极小值点作为分裂点；待测信号为频率编码信号，则频率编码信号的归一化脉冲分裂参数为其中b为设定的SRA阈值，a为设定分裂宽度计算比例，SWa(m)为当前分裂点m对应的分裂宽度，其中脉冲分裂宽度计算点与m的差为a1，待测信号的最大值点与m的差为a2，SRA(m)为第m个分裂点的分裂相对幅度：其中，s(tm)为待测信号中第m个分裂点时刻对应的数值；max(s)为待测信号最大值。进一步地，将待测信号归一化交叉相关参数、归一化变化趋势参数、归一化脉冲分裂参数以及噪信比加权求和得到脉冲畸变参数，具体为：设置待测信号归一化交叉相关参数NCCnew的权值为α，变化趋势参数VTP的权值为β，归一化脉冲分裂参数NPSP的权值为γ，噪信比NSR的权值为δ，即脉冲畸变参数为PDPchirpPDPchirp＝α×NCCnew+β×VTP+γ×NPSP+δ×NSR；其中α+β+γ+δ＝1，α和β取固定值。当考察待测信号的畸变对频率参数的影响时，提高γ的数值，此时PDPchirp的值越大，表明待测信号畸变对频率参数的影响越大；当考察待测信号的畸变对时间参数测量影响时，提高δ的数值，此时PDPchirp的值越大，表明信号畸变对时间参数测量精确度的影响越大。进一步地，将待测信号归一化交叉相关参数、归一化变化趋势参数、脉冲分裂参数以及噪信比加权求和得到脉冲畸变参数，具体为：设置待测信号归一化交叉相关参数NCCnew的权值为α，变化趋势参数VTP的权值为β，归一化脉冲分裂参数NPSP的权值为γ，噪信比NSR的权值为δ，即脉冲畸变参数为其中α+β+γ+δ＝1，α和β取固定值。当考察待测信号的畸变对子码数检测的影响时，提高γ的数值，此时的值越大，表明待测信号的畸变对码元数检测的影响越大。当考察待测信号的畸变对信号整体检测结果的影响时，提高δ的数值，此时的值越大，表明待测信号的畸变对子码检测精确度的影响越大。有益效果：1、本专利技术中脉冲畸变参数的定义充分考虑了信号参数测量算法和信号类型，能够很好地适应对实际环境下信号畸变度的定义以及畸变对雷达信号参数测量算法影响的分析；本专利技术提出了针对线性调频信号和频率编码信号的通用的脉冲畸变参数的计算方式，为后续关于信号畸变的研究提供了一个思路，可以在通用脉冲畸变参数的基础上，根据实际信号特征以及检测方法修改参数或变量的计算方法，得到考量信号畸变度对信号检测及参数测量影响的参数。2、本专利技术中通过短时傅里叶变换和曲线拟合方法提取信号畸变包络，比通过时域包络得到的信号畸变包络更准确。附图说明图1为本专利技术提供的雷达脉冲信号畸变测量方法流程图。具体实施方式下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。本专利技术提供了一种雷达脉冲信号畸变测量方法，如图1所示，包括如下步骤：步骤一、对待测信号进行短时傅里叶变换，并从短时傅里叶变换结果中提取信号最大功率随时间变化图；为了提高信号畸变参数计算的准确度，步骤1中没有直接使用信号的时域包络，而是使用了通过短时傅里叶变换的结果提取得到的信号的最大功率随时间变化图，具体计算方法为：确定短时傅里叶变换的FFT点数和窗长及窗类型并计算短时傅里叶变换，得到短时傅里叶变换结果后提取结果中每一列的最大值得到信号的最大功率随时间变化图。同时，为了便于后续参数的计算，对信号的最大功率随时间变化图做曲线拟合，得到平滑的信号畸变包络。步骤二、信号最大功率随时间变化图，计算待测信号的归一化交叉相关参数、变化趋势参数以及归一化脉冲分裂参数。本专利技术实施例针对以上三种参数分别进行说明：归一化交叉相关参数归一化交叉相关(NormalizationCrossCorrelation)是用来描述两个目标的相关程度的，也就是说可以用来刻画目标间的相似性。计算畸变信号待测信号s(n)和理想信号f(n)已知的NCC参数，可以得到波形畸变的一个参数。本专利技术实施例中计算的是待测信号s(n)和理想信号f(n)归一化交叉相关参数为NCCnew：NCCnew＝80.05+10×log10(10(A-NCC)-1)其中NCC为待测信号s(n)和设定的理想信号f(n)的NCC参数s(n)为待测信号；f(n)为设定的理想信号；n为时刻；N待测信号s(n)的总长度；A为预先设置的调节因子，本专利技术实施例中，A根据经验设定为数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种雷达脉冲信号畸变测量方法，其特征在于，包括如下步骤：/n对待测信号进行短时傅里叶变换，并从短时傅里叶变换结果中提取信号最大功率随时间变化图；/n根据所述信号最大功率随时间变化图，计算所述待测信号的归一化交叉相关参数、归一化变化趋势参数以及归一化脉冲分裂参数；/n将所述待测信号归一化交叉相关参数、归一化变化趋势参数、归一化脉冲分裂参数以及噪信比加权求和得到脉冲畸变参数。/n

【技术特征摘要】
1.一种雷达脉冲信号畸变测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
对待测信号进行短时傅里叶变换，并从短时傅里叶变换结果中提取信号最大功率随时间变化图；
根据所述信号最大功率随时间变化图，计算所述待测信号的归一化交叉相关参数、归一化变化趋势参数以及归一化脉冲分裂参数；
将所述待测信号归一化交叉相关参数、归一化变化趋势参数、归一化脉冲分裂参数以及噪信比加权求和得到脉冲畸变参数。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述归一化交叉相关参数为NCCnew：
NCCnew＝80.05+10×log10(10(A-NCC)-1)
其中NCC为待测信号s(n)和设定的理想信号f(n)的NCC参数



s(n)为所述待测信号；f(n)为设定的理想信号；n为时刻；N所述待测信号s(n)的总长度；A为预先设置的调节因子。


3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述归一化变化趋势参数为VTP：



其中s(n)为所述待测信号；n为时刻；PW为所述待测信号的信号时宽。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述归一化脉冲分裂参数为：
针对所述信号最大功率随时间变化图做曲线拟合，获得信号畸变包络曲线；
在所述信号畸变包络曲线中，取极小值点作为分裂点；
所述待测信号为线性调频信号，则所述线性调频信号的归一化脉冲分裂参数
其中SRA(m)为第m个分裂点的分裂相对幅度：



其中，s(tm)为所述待测信号中第m个分裂点时刻对应的数值；max(s)为所述待测信号最大值。


5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述归一化脉冲分裂参数为：
针对所述信号最大功率随时间变化图做曲线拟合，获得信号畸变包络曲线；
在所述信号畸变包络曲线中，取极小值点作为分裂点；
所述待测信号为频率编码信号，则所述频率编码信号的归一化脉冲分裂参数为
其中b为设定的SRA阈值，a为设定分裂宽...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国满，高梅国，王帅勋，李永健，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11