一种雷达脉冲信号频谱自动检测方法、系统及介质技术方案

本发明专利技术公开了一种雷达脉冲信号频谱自动检测方法、系统及介质，方法包括：将中频复信号进行数字信道化得到子信道的信号；进行自适应门限信号检测得到子信道的有效信号；分别对每一对相邻的子信道进行跨道判决，判断相邻的子信道的跨道情况；对于不存在跨道情况的子信道进行数字信道化并分别进行自适应门限信号检测后将下一级的子信道的有效信号输出；对于存在跨道情况的子信道计算对应的跨道宽带信号的中心频率和带宽，以配置对应的DDS信号发生器和可变带宽滤波器对中频复信号进行信号匹配与检测。本发明专利技术采用两级信道化检测，实现了自动更新噪声门限，并增加了对宽带跨道信号的处理，从而可以自适应宽带雷达信号的带宽进行检测。检测。检测。

【技术实现步骤摘要】
一种雷达脉冲信号频谱自动检测方法、系统及介质


[0001]本专利技术涉及通信领域，尤其涉及一种雷达脉冲信号频谱自动检测方法、系统及介质。

技术介绍

[0002]长期以来雷达脉冲信号分析依靠人工对环境噪声估计设定固定的噪声门限，接收机接收的信号通常为非合作性信号，缺乏先验信息，导致均匀数字信道划分存在一定盲目性，在接收大带宽、频点等参数未知的雷达信号时存在信号跨道问题，传统的雷达脉冲信号检测需要对大量信号进行整体处理，运算复杂，实时性较差，硬件资源消耗也大。
[0003]在雷达侦察中，目前主要有两种检测技术方案：第一种为基于均匀数字信道化的频谱检测方案，检测方案如图1所示，通过均匀数字信道化可以将大的瞬时带宽分割成多个子频带，每个子频带称为一个子信道，然后对各个子信道的输出结果进行检测和测量，最后得到相应子信道的信号分析结果，均匀数字信道化的子信道带宽相同，且相邻子信道的中心频率间隔相同，子信道的输出与生成的信号频点对应，频谱也与对应的参数相对应，从而验证了数字信道化的正确性。该数字信道化结构成功将不同频点的信号进行了分离，提高了信号的信噪比，为后续的参数估计与信号分选奠定了良好的基础，并且该结构计算效率高，易于硬件实现，在实际的雷达信号侦察的频谱感知中有着广泛的应用。但该方案经过检测与判决后需要将跨道信号进行融合，在融合时需要针对跨不同子信道数的信号进行融合，在不确定跨道信道数的情况下，需要预先实现多个不同子信道的融合模块，增加了硬件实现的面积，从而耗费了大量资源，此外子信道融合成完整信号后也存在损失，为后续信号参数的提取带来了一定的误差；第二种为基于快速测频的直接数字下变频、滤波、抽取的频谱自适应检测方案，检测方案如图2示，该方法通过对采样后的信号做短时傅里叶变换，经检测得到对应信号所在频点及带宽信息，然后控制数字下变频器以及可变带宽滤波器带宽，对相应信号进行匹配接收与检测，其结构简单，而且能够对监视带宽内的信号进行完全的自适应接收与检测。但该方案的处理均是在高速时钟下进行的处理，对于监视带宽内存在多个雷达信号时，需要实现多个数字下变频器与数字滤波器，处理速度高，而通过并行实现耗费的硬件资源十分庞大。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种雷达脉冲信号频谱自动检测方法、系统及介质，采用两级信道化检测，实现了根据环境噪声变化实时自动更新噪声门限，并增加了对宽带跨道信号的处理，从而可以自适应宽带雷达信号的带宽进行检测。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种雷达脉冲信号频谱自动检测方法，包括以下步骤：
S1）接收射频信号并转换为中频复信号，将中频复信号进行数字信道化得到每个子信道的信号；S2）对各子信道的信号分别进行自适应门限信号检测得到各子信道的有效信号；S3）根据各子信道的有效信号的数据及参数信息分别对每一对相邻的子信道进行跨道判决，判断各子信道的有效信号的跨道情况；S4）对于有效信号不存在跨道情况的子信道，将该子信道的有效信号进行下一级数字信道化得到下一级的子信道的信号，对下一级的子信道的信号分别进行自适应门限信号检测得到下一级的子信道的有效信号并输出；对于有效信号存在跨道情况的子信道，根据该子信道的有效信号的数据计算对应的跨道宽带信号的中心频率和带宽，根据跨道宽带信号的中心频率和带宽配置对应的DDS信号发生器和可变带宽滤波器，用所述DDS信号发生器和可变带宽滤波器对中频复信号进行信号匹配与检测，输出匹配信号以及检测结果。
[0006]进一步的，步骤S2）和/或步骤S4）中进行自适应门限信号检测包括以下步骤：步骤1：根据噪声H
i
计算得到当前子信道的初始门限值Th2，噪声H
i
为无信号输入时当前子信道的噪声大小；步骤2：计算当前子信道当前时刻i的信号能量值E
k(i)
以及包含当前时刻i的第一时段中信号能量差值峰值点的值，根据信号能量差值峰值点计算得到当前门限值Th1；步骤3：若当前子信道当前时刻i的信号能量值E
k(i)
既大于当前门限值Th1又大于初始门限值Th2，则当前子信道当前时刻i的信号存在，否则当前子信道当前时刻i的信号不存在；步骤4：若包含当前时刻i的第二时段中每个时刻对应的信号均存在，则当前子信道第二时段内的信号为有效信号，返回步骤2直到检测时间结束。
[0007]进一步的，步骤2具体包括：步骤2.1：计算当前子信道当前时刻i的信号能量值E
k(i)
，采用移动平滑处理方法对信号能量值E
k(i)
进行降噪处理得到平滑处理后的能量值Y
k(i)
，k为当前子信道的序号；步骤2.2：根据预设的连续判断点数m
’
设置第一时段的第一时间区间(i
‑
m
’
,i)和第二时间区间(i,i+m
’
)，分别计算第一时间区间(i
‑
m
’
,i)和第二时间区间(i,i+m
’
)每个时间间隔的信号能量差值，所述时间间隔的差分级数大于当前子信道的信号上升时间的采样点数；步骤2.3：根据第一时间区间(i
‑
m
’
,i)和第二时间区间(i,i+m
’
)每个时间间隔的信号能量差值的趋势确定信号能量差值峰值点；步骤2.4：根据信号能量差值峰值点所在时刻i
max
的信号能量值计算当前门限值Th1。
[0008]进一步的，步骤2.3具体包括：若第一时间区间(i
‑
m
’
,i)中每个时间间隔内的能量差值ΔY
k(i1)
上升，i1为第一时间区间(i
‑
m
’
,i)中的时刻，第二时间区间(i,i+m
’
)中每个时间间隔内的能量差值ΔY
k(i2)
下降，i2为第二时间区间(i,i+m
’
)中的时刻，且当前时刻i的信
号能量值E
k(i)
大于或等于初始门限值Th2，则信号能量差值峰值点所在时刻i
max
的值替换为当前时刻i，信号能量差值峰值点的值替换为当前时刻i对应的信号能量差值ΔY
k(i)
，否则信号能量差值峰值点所在时刻和信号能量差值峰值点的值保持不变。
[0009]进一步的，步骤S3）包括以下步骤：S31）判断当前子信道的有效信号和相邻子信道的有效信号在时域上是否重叠，是则跳转步骤S32），否则当前子信道和相邻子信道的有效信号均不存在跨道情况，跳转步骤S4）；S32）获取当前子信道的有效信号数据以及相邻子信道的有效信号数据，分别根据功率谱算法对当前子信道及相邻子信道的有效信号数据计算得到当前子信道以及相邻子信道的有效信号对应的功率谱；S33）根据预设的带宽值和有效信号对应的功率谱的峰值计算门限估计值，根据门限估本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种雷达脉冲信号频谱自动检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1）接收射频信号并转换为中频复信号，将中频复信号进行数字信道化得到每个子信道的信号；S2）对各子信道的信号分别进行自适应门限信号检测得到各子信道的有效信号；S3）根据各子信道的有效信号的数据及参数信息分别对每一对相邻的子信道进行跨道判决，判断各子信道的有效信号的跨道情况；S4）对于有效信号不存在跨道情况的子信道，将该子信道的有效信号进行下一级数字信道化得到下一级的子信道的信号，对下一级的子信道的信号分别进行自适应门限信号检测得到下一级的子信道的有效信号并输出；对于有效信号存在跨道情况的子信道，根据该子信道的有效信号的数据计算对应的跨道宽带信号的中心频率和带宽，根据跨道宽带信号的中心频率和带宽配置对应的DDS信号发生器和可变带宽滤波器，用所述DDS信号发生器和可变带宽滤波器对中频复信号进行信号匹配与检测，输出匹配信号以及检测结果。2.根据权利要求1所述的雷达脉冲信号频谱自动检测方法，其特征在于，步骤S2）和/或步骤S4）中进行自适应门限信号检测包括以下步骤：步骤1：根据噪声H
i
计算得到当前子信道的初始门限值Th2，噪声H
i
为无信号输入时当前子信道的噪声大小；步骤2：计算当前子信道当前时刻i的信号能量值E
k(i)
以及包含当前时刻i的第一时段中信号能量差值峰值点的值，根据信号能量差值峰值点计算得到当前门限值Th1；步骤3：若当前子信道当前时刻i的信号能量值E
k(i)
既大于当前门限值Th1又大于初始门限值Th2，则当前子信道当前时刻i的信号存在，否则当前子信道当前时刻i的信号不存在；步骤4：若包含当前时刻i的第二时段中每个时刻对应的信号均存在，则当前子信道第二时段内的信号为有效信号，返回步骤2直到检测时间结束。3.根据权利要求2所述的雷达脉冲信号频谱自动检测方法，其特征在于，步骤2具体包括：步骤2.1：计算当前子信道当前时刻i的信号能量值E
k(i)
，采用移动平滑处理方法对信号能量值E
k(i)
进行降噪处理得到平滑处理后的能量值Y
k(i)
，k为当前子信道的序号；步骤2.2：根据预设的连续判断点数m
’
设置第一时段的第一时间区间(i
‑
m
’
,i)和第二时间区间(i,i+m
’
)，分别计算第一时间区间(i
‑
m
’
,i)和第二时间区间(i,i+m
’
)每个时间间隔的信号能量差值，所述时间间隔的差分级数大于当前子信道的信号上升时间的采样点数；步骤2.3：根据第一时间区间(i
‑
m
’
,i)和第二时间区间(i,i+m
’
)每个时间间隔的信号能量差值的趋势确定信号能量差值峰值点；步骤2.4：根据信号能量差值峰值点所在时刻i
max
的信号能量值计算当前门限值Th1。4.根据权利要求3所述的雷达脉冲信号频谱自动检测方法，其特征在于，步骤2.3具体
包括：若第一时间区间(i
‑
m
’
,i)中每个时间间隔内的能量差值ΔY
k(i1)
上升，i1为第一时间区间(i
‑
m
’
,i)中的时刻，第二时间区间(i,i+m
’
)中每个时间间隔内的能量差值ΔY
k(i2)
下降，i2为第二时间区间(i,i+m
’
)中的时刻，且当前时刻i的信号能量值E
k(i)
大于或等于初始门限值Th2，则信号能量差值峰值点所在时刻i
max
的值替换为当前时刻i，信号能量差值峰值点的值替换为当前时刻i对应的信号能量差值ΔY
k(i)
，否则信号能量差值峰值点所在时刻和信号能量差值峰值点的值保持不变。5.根据权利要求1所述的雷达脉冲信号频谱自动检测方法，其特征在于，步骤S3）包括以下步骤：S31）判断当前子信道的有效信号和相邻子信道的有效信号在时域上...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓海平，童智勇，王萌，
申请(专利权)人：湖南艾科诺维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：