一种脉冲信号检测和提取方法技术

本发明专利技术公开了一种脉冲信号检测和提取方法，包括采集信号，得到信号的基带IQ信号波形；对基带IQ信号波形归一化处理，并包络求取得到包络信号，再对包络信号进行PRF极窄带低通滤波，并对PRF极窄带低通滤波后的包络信号进行截取，使与原始的基带IQ信号波形的时间对齐；基于截取得到的包络信号检测初始脉冲信号，剔除不完整脉冲，再搜索和检测完整脉冲，得到完整脉冲信号的起始点和终止点后，在原始的基带IQ信号波形对应位置进行截取，提取完整脉冲信号。本发明专利技术实现流程简易、适应场景多、门限参数设置简易，可完成各类脉冲信号的有效检测和提取，从而为无线电监测信号分析和识别、无线电监测业务的顺利开展提供重要技术支撑。监测业务的顺利开展提供重要技术支撑。监测业务的顺利开展提供重要技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种脉冲信号检测和提取方法


[0001]本专利技术涉及无线电信号监测测向和频谱管理
，尤其涉及信号检测和分析
，具体的说，是一种脉冲信号检测和提取方法。

技术介绍

[0002]在无线电监测和频谱管理领域，信号的分析和识别是一个重要业务，对于无线电干扰的排查、定位、取证等都非常关键。而信号分析、识别的前提是信号必须被有效的捕获和采集。在真实场景的各类信号中，脉冲形式的信号占据了较大的比重，因此脉冲信号的有效检测和准确检测和采集是非常重要的，这直接关系到后续信号分析和识别的正确性和稳定性，以及频谱占用率等关键指标的测量准确性。
[0003]现有技术中的脉冲信号检测方法不够理想，主要缺点有：实现流程较为复杂、门限参数设置多，门限设置方面过多依赖经验知识、门限设置不灵活难以应对不同脉宽，不同功率的多种形式突发信号、不能很好的应对低信噪比场景的脉冲检测等。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种脉冲信号检测和提取方法，用于解决现有技术中脉冲信号测量存在设计复杂、门限设置多，难以应对突发信号、难以应对低信噪比下的脉冲检测问题。
[0005]本专利技术通过下述技术方案解决上述问题：
[0006]一种脉冲信号检测和提取方法，包括：
[0007]步骤S100、根据预设的采样率采集信号，得到信号的基带IQ信号波形；采样率可以参考目标信号的脉宽和带宽。
[0008]步骤S200、对基带IQ信号波形归一化处理，并包络求取得到包络信号，再对包络信号进行PRF极窄带低通滤波，并对PRF极窄带低通滤波后的包络信号进行截取，使与原始的基带IQ信号波形的时间对齐；其中的PRF指脉冲重复频率的缩写。
[0009]步骤S300、基于截取得到的包络信号检测初始脉冲信号，剔除不完整脉冲，在搜索和检测完整的脉冲，得到完整脉冲信号的起始点和终止点后，在原始的基带IQ信号波形对应位置进行截取，提取完整脉冲信号。
[0010]所述归一化处理为：对基带IQ信号波形逐点进行求模运算，寻找最大值MAX，对IQ信号逐点除以最大值，将信号幅度约束到区间[
‑
1,1]。
[0011]所述包络求取采用函数s_env＝abs(s)，其中，s_env为包络信号，s为原始的基带IQ信号波形。
[0012]所述PRF极窄带低通滤波的参数设置为：通带截止频率为500KHz，过渡带为2MHz，阻带抑制度为80dBc。
[0013]所述对PRF极窄带低通滤波后的包络信号进行截取的方法为：去除PRF极窄带低通滤波后的包络信号的起始位置以及末尾位置的m个样点，其中，m＝N/2，N为PRF极窄带低通
滤波器的阶数，且当N为奇数时，m＝INT(N/2+1)。
[0014]还包括判断提取的完整脉冲信号的脉宽是否符合预定要求，若符合则输出提取的完整脉冲信号的IQ数据，否则输出未检测到脉冲信号。
[0015]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
[0016]本专利技术具有实现流程简易、适应场景多、门限参数设置简易等优点，可完成各类脉冲信号的有效检测和提取，尤其提升了低信噪比场景下的脉冲信号检测能力，从而为无线电监测信号分析和识别、无线电监测业务的顺利开展提供重要技术支撑。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的流程图；
[0018]图2为信号的预处理流程图；
[0019]图3为脉冲的检测和搜索流程图；
[0020]图4为低信噪比下的脉冲信号时域IQ波形；
[0021]图5为低信噪比下的脉冲信号的原始包络图形；
[0022]图6为低信噪比下的经过PRF极窄带低通滤波后的脉冲信号包络效果图。
具体实施方式
[0023]下面结合实施例对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0024]实施例：
[0025]结合附图1所示，一种脉冲信号检测和提取方法，包括：
[0026]步骤S100、根据预设的采样率采集信号，得到信号的基带IQ信号波形；采样率可以参考目标信号的脉宽和带宽。
[0027]为保证较好的信号分析处理结果，采样率通常不低于信号带宽的2倍。采样率可设定为204.8MHz或102.4MHz，该采样率可应对当前的绝大多数民用通信、导航、雷达等信号。对于无线电监测领域应用，信号的采集可基于常用的无线电监测接收机设备完成。
[0028]步骤S200、进行信号预处理如图2所示，包括：
[0029]对基带IQ信号波形归一化处理：将信号幅度约束到区间[
‑
1,1]；例如对基带IQ信号波形逐点进行求模运算，寻找最大值MAX，对IQ信号逐点除以最大值MAX即可；
[0030]求取包络信号：采用函数s_env＝abs(s)进行包络求取得到包络信号，其中，s_env为包络信号，s为原始的基带IQ信号波形；
[0031]PRF极窄带低通滤波预处理：对包络信号进行低通滤波；
[0032]滤波前后信号对齐操作：对PRF极窄带低通滤波后的包络信号进行截取，可选地，对PRF极窄带低通滤波后的包络信号进行截取的方法为：去除PRF极窄带低通滤波后的包络信号的起始位置以及末尾位置的m个样点，其中，m＝N/2，N为PRF极窄带低通滤波器的阶数，且当N为奇数时，m＝INT(N/2+1)，PRF极窄带低通滤波后的包络信号波形需要进行截取操作，以保证与原始的基带IQ信号波形的时间对齐。
[0033]这里PRF极窄带低通滤波处理对象并非原始IQ信号，而是原始IQ信号的包络波形。虽然脉冲信号载波频率很高，但脉冲信号的重复周期通常很低，基本都在几百KHz范围内。因此可通过信号包络滤波的方式，滤除载波、脉内复杂调制信息、以及各种噪声和干扰，只
保留脉冲包络形状本身变化的信息，而脉冲包络形状本身变化的速度是很慢的。本专利技术采用此处理方法，并在此基础上完成各类脉冲信号的有效检测和提取，提升了低信噪比场景下的脉冲信号检测能力。
[0034]如图4所示的低信噪比下的脉冲信号时域IQ波形，脉冲信号本身已经淹没在噪声以下，直接进行基于信号功率电平的门限检测方法已经不可行，而基于加窗平滑的方法效果也不是最佳。
[0035]如图5和图6所示，相对未经处理的原始脉冲信号包络，经过PRF极窄带低通滤波后，信号的包络波形已经非常明显的凸显出来，从而很容易的提取出来，同时也降低了脉冲检测误判的概率。
[0036]PRF极窄带低通滤波器的参数设置为：通带截止频率为500kHz，过渡带为2MHz，阻带抑制度为80dBc。PRF极窄带低通滤波器可基于常规的滤波器设计方法进行设计，窗函数法、切比雪夫最佳一致逼近法等等均可。
[0037]步骤S300、基于截取得到的包络信号检测初始脉冲信号，排除不完整脉冲，搜索和检测完整的脉冲，得到完整脉冲信号的起始点和终止点后，在原始的基带IQ信号波形对应位置进行截取，提取完整脉冲信号。以排除由于采集的随本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脉冲信号检测和提取方法，其特征在于，包括：步骤S100、根据预设的采样率采集信号，得到信号的基带IQ信号波形；步骤S200、对基带IQ信号波形归一化处理，并包络求取得到包络信号，再对包络信号进行PRF极窄带低通滤波，并对PRF极窄带低通滤波后的包络信号进行截取，使与原始的基带IQ信号波形的时间对齐；步骤S300、基于截取得到的包络信号检测初始脉冲信号，剔除不完整脉冲，在搜索和检测完整的脉冲，得到完整脉冲信号的起始点和终止点后，在原始的基带IQ信号波形对应位置进行截取，提取完整脉冲信号。2.根据权利要求1所述的一种脉冲信号检测和提取方法，其特征在于，所述归一化处理为：对基带IQ信号波形逐点进行求模运算，寻找最大值MAX，对IQ信号逐点除以最大值，将信号幅度约束到区间[
‑
1,1]。3.根据权利要求1所述的一种脉冲信号检测和提取方...

【专利技术属性】
技术研发人员：田剑豪，蔚微，何小勇，陈曾，韩兵，
申请(专利权)人：成都华日通讯技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：