基于自相关降噪的差分脉冲检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于自相关降噪的差分脉冲检测方法，解决了电子侦察领域对极低信噪比环境下的脉冲检测不准确甚至无法检测的问题。实现过程是：确定待检测脉冲信号的脉宽Tp、采样频率Fs；设计差分滤波器的滑动窗；对输入脉冲信号点加入自相关运算；得到输出信号中的极值，完成基于自相关降噪的差分脉冲检测。本发明专利技术通过对输入信号做自相关降噪处理，再结合差分脉冲检测方法，完成差分滤波器的冲激响应函数和自相关处理后的信号的卷积运算，实现脉冲检测。本发明专利技术抑制了噪声，消除脉内存在的小毛刺干扰；差分脉冲检测的运算量小，检测结果中峰值点更明显，检测准确性更高。用于电子侦察领域下脉冲信号的检测及后续的脉冲信号参数估计。

【技术实现步骤摘要】
基于自相关降噪的差分脉冲检测方法
本专利技术属于电子侦察
，主要涉及针对含噪情况下的脉冲信号降噪检测，具体是一种检测精度更高的基于自相关降噪处理的差分脉冲检测方法，用于低信噪比情况下的脉冲检测。
技术介绍
脉冲检测是雷达电子侦察首先需要解决的信号处理问题之一，也是进行信号参数测量的前提，典型的脉冲信号检测方法有基于时域的能量检测算法和基于频域的FFT算法，后来还出现了基于差分滤波器的脉冲信号检测方法。目前的差分脉冲检测方法主要是针对非极低信噪比情况下进行的，通过差分滤波器长度的设定，对差分滤波器滑动窗经过的信号点进行累加求和再做差，最终会在脉冲起始点和截止点的位置形成峰值，从而实现脉冲检测。下面针对上述的不足加以说明：传统的差分脉冲检测技术通过差分滤波器的冲激响应函数和输入信号卷积来实现，这种方法已经较为成熟。对于滤波器来说，其唯一可变的参数就是滤波器的阶数，或者说是滤波器的大小，所以为了抑制噪声干扰，可以人为调整差分滤波器的长度。当滤波器的长度N刚好为脉内信号采样点数的一半时，差分滤波器的去噪效果较为理想。但是对于较低信噪比环境下的差分脉冲检测，即使滤波器的长度N刚好为脉内信号采样点数的一半，还是难以在输出信号中提取峰值，而且脉内信号仍然存在一些幅度较小的尖峰，所以如果仅利用现有传统的差分脉冲检测技术则会出现脉冲起始、截止位置估计错误的情况，从而导致脉冲检测的失败。在低信噪比环境下，上述方法就不再适用，针对低信噪比下的脉冲信号检测和参数估计，面临一系列问题，仍未有比较合适的方案。而客观上需要一种切合实际的低信噪比情况下差分脉冲检测方法，对脉冲信号进行检测。本专利技术在相关的范围内搜索和查新没有发现相应的有关基于自相关降噪处理的差分脉冲检测方法的文献和报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术存在的缺陷和需求，提供一种快速、准确确定脉冲信号的基于自相关降噪处理的差分脉冲检测方法。为了实现专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术是一种基于自相关降噪处理的差分脉冲检测方法,其特征在于，基于自相关降噪处理的差分脉冲检测方法包含有如下步骤：S1：确定待检测脉冲信号的脉宽Tp、采样频率Fs:输入待检测的线性调频脉冲信号，确定其脉冲宽度Tp、采样频率Fs；S2：设计差分滤波器的滑动窗：利用待检测的线性调频脉冲信号的脉宽Tp及采样频率Fs，由公式M＜＜Tp×Fs确定差分滤波器的滑动窗阶数M；再利用差分滤波器的冲激响应函数填充滑动窗内每个小单元的系数，完成差分滤波器滑动窗的设计；S3：对待检测脉冲信号做自相关运算：通过对差分滑动窗内系数非0的单元所对应的待检测的线性调频脉冲信号进行各自的共轭相乘来实现自相关处理，得到滑动窗各小单元所对应信号的自相关运算结果；S4：得到输出信号中的极值：对差分滤波器的冲激响应函数和待检测的线性调频脉冲信号的自相关运算结果进行卷积运算，即对滑动窗经过的已经完成自相关处理的信号点进行累加求和再做差，得到线性调频脉冲信号经过差分滤波器处理后的输出信号，在输出信号中检测出极值，完成待检测线性调频脉冲信号的检测。本专利技术针对极低信噪比环境下的脉冲检测，实现了快速、准确的差分脉冲检测。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：峰值检测准确，脉冲检测效果好：本专利技术通过对差分滤波器滑动窗内各个小单元所对应的待测信号的自相关处理，由于信号自身的相关性强与信号与噪声的相关性，实现了有效的噪声抑制，提高了信噪比，脉内的一些小尖峰得到了很好的抑制，使信号中峰值检测更加准确，为脉冲信号的确定奠定了基础，同时也给后续脉冲信号的参数估计提高了准确性。运算量少，快速检测：相较于传统常用的基于时域的能量检测算法和基于频域的FFT算法相比，本专利技术在脉冲检测中使用改进的差分脉冲检测算法，本身运算量少；在自相关处理中，省去了对零点的信号处理，进一步节省运算时间。附图说明图1是本专利技术的流程图；图2是本专利技术中的线性调频脉冲信号经过差分滑动窗示意图；图3是现有技术中的差分脉冲检测图；图4是本专利技术的基于自相关降噪的差分脉冲检测图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案更加清楚，结合附图和实施例，对本专利技术详细说明。实施例1针对电子侦察领域的脉冲信号检测，常用的方法有基于时域的能量检测算法和基于频域的FFT算法，但是检测精度并不高，而基于差分滤波器的脉冲信号检测方法有了一定的提高。但是对于较低信噪比环境下，基于差分滤波器的脉冲检测还是难以在输出信号中准确提取峰值，而且脉内信号仍然存在一些幅度较小的尖峰，所以如果仅利用现有传统的差分脉冲检测技术则会出现脉冲起始、截止位置估计错误的情况，常常导致脉冲检测的失败。本专利技术专门针对低信噪比下的敌方的脉冲信号检测展开了研究，提出一种基于自相关降噪的差分脉冲信号检测，参见图1，本专利技术的差分脉冲检测方法包含有如下步骤：S1：确定待检测脉冲信号的脉宽Tp、采样频率Fs:输入待检测的线性调频脉冲信号，确定其脉冲宽度Tp、采样频率Fs，得到了待检测线性调频脉冲信号的脉冲宽度Tp、采样频率Fs。本专利技术中待检测线性调频脉冲信号的脉冲宽度Tp、采样频率Fs为差分滤波器滑动窗的长度确定奠定了基础。实际中是对雷达接收机接收的信号进行一系列的处理，包括脉冲检测，本专利技术为了实现基于自相关降噪的差分脉冲检测方法，直接给出了接收的信号，即本专利技术中输入的待检测的线性调频脉冲信号。S2：设计差分滤波器的滑动窗：利用待检测的线性调频脉冲信号的脉宽Tp及采样频率Fs，由公式M＜＜Tp×Fs确定差分滤波器的滑动窗阶数M；再利用差分滤波器的冲激响应函数填充滑动窗内每个小单元的系数，完成差分滤波器滑动窗的设计。本专利技术通过对差分滤波器滑动窗的设计，确定滑动窗的规格，为后续对待测信号进行自相关处理时提供了需要处理的信号长度。S3：对待检测脉冲信号做自相关运算：通过对差分滑动窗内系数非0的单元所对应的待检测的线性调频脉冲信号进行各自的共轭相乘来实现自相关处理，得到滑动窗各小单元所对应信号的自相关运算结果，即已经完成自相关处理的信号点。实际计算中，也可以不用去除非零点所对应的脉冲信号的自相关运算，但是会增加运算量。本专利技术通过对滑动窗各个系数非0的小单元所对的待测线性调频脉冲信号进行自相关运算，直接省略了对零点的运算，使噪声得到抑制，实现了降噪，为后续的低信噪比脉冲信号的准确检测提供基础。S4：得到输出信号中的极值：对差分滤波器的冲激响应函数和待检测的线性调频脉冲信号的自相关运算结果进行卷积运算，得到线性调频脉冲信号经过差分滤波器处理后的输出信号，在输出信号中检测出极值，完成待检测线性调频脉冲信号的检测。本专利技术针对低信噪比下的脉冲信号检测和参数估计，面临脉冲起始、截止位置估计错误导致脉冲检测失败等问题，通过对信号的自相关运算和差分滤波器脉冲检测的结合，提出了一种专门针对低信噪比情况下的脉冲检测方法的技术方案，解决了低信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于自相关降噪的差分脉冲检测方法，其特征在于，包含有如下步骤：/nS1：确定待检测脉冲信号的脉宽Tp、采样频率Fs:输入待检测的线性调频脉冲信号，确定其脉冲宽度Tp、采样频率Fs；/nS2：设计差分滤波器的滑动窗：利用待检测的线性调频脉冲信号的脉宽T

【技术特征摘要】
1.一种基于自相关降噪的差分脉冲检测方法，其特征在于，包含有如下步骤：
S1：确定待检测脉冲信号的脉宽Tp、采样频率Fs:输入待检测的线性调频脉冲信号，确定其脉冲宽度Tp、采样频率Fs；
S2：设计差分滤波器的滑动窗：利用待检测的线性调频脉冲信号的脉宽Tp及采样频率Fs，由公式M＜＜Tp×Fs确定差分滤波器的滑动窗阶数M；再利用差分滤波器的冲激响应函数填充滑动窗内每个小单元的系数，完成差分滤波器滑动窗的设计；
S3：对待检测脉冲信号做自相关运算：通过对差分滑动窗内系数非0的单元所对应的待检测的线性调频脉冲信号进行各自的共轭相乘来实现自相关处理，得到滑动窗各小单元所对应信号的自相关运算结果；
S4：得到输出信号中的极值：对差分滤波器的冲激响应函数和待检测的线性调频脉冲信号的自相关运算结果进行卷积运算，即对滑动窗经过的已经完成自相关处理的信号点进行累加求和再做差，得到线性调频脉冲信号经过差分滤波器处理后的输出信号，由输出信号的极值，确定脉冲信号，完成待检测线性调频脉冲信号的检测。


2.根据权利要求1所述的一种基于自相关降噪的差分脉冲检...

【专利技术属性】
技术研发人员：白博文，丁懿，李小平，刘彦明，赵敏，沈方芳，马一登，杨世斌，牛戈钊，谢曜聪，
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