一种高密度背景信号中少样本信号分选方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高密度背景信号中少样本信号分选方法及装置，所述方法包括：在接收到固定节拍脉冲样本之前，对侦察系统的覆盖空域进行扇区划分；对接收到的脉冲样本进行扇区排序，按照每一个脉冲的到达角，将其放入对应的扇区中；对任一扇区进行PRI检测、序列抽取、辐射源参数估计，形成分选结果；本发明专利技术的优点在于：高概率分选出高密度背景信号中少量样本的辐射源目标。的辐射源目标。的辐射源目标。

【技术实现步骤摘要】
一种高密度背景信号中少样本信号分选方法及装置


[0001]本专利技术涉及雷达对抗信号处理领域，更具体涉及一种高密度背景信号中少样本信号分选方法及装置。

技术介绍

[0002]随着数字阵列技术的快速发展和广泛应用，电子侦察系统的灵敏度、动态范围、瞬时工作带宽、瞬时空域覆盖范围大幅提升，进入接收机的信号数量急剧增加，特别是在大量民用雷达、通信背景信号存在的情况下，使得感兴趣目标的少量脉冲淹没在高密度背景信号中，严重影响信号分选处理速度和分选结果的正确性。
[0003]在传统的电子侦察系统中，信号分选通常采用固定节拍处理方式。在FPGA中检测到脉冲信号后，积累固定时间长度或固定存储空间大小的脉冲数据后，送至信号分选单元，由信号分选单元通过匹配、聚类或直方图统计的方法完成信号分选工作。例如中国专利授权公告号CN105277923B公开的一种单通道雷达信号分选方法，包括：1)选定某段长度为N的到达时间序列构成原始脉冲到达时间序列集合；2)对原始脉冲到达时间序列进行多维差分处理；3)对每个到达时间差分后的时间间隔进行分组处理，并进行统计计数；4)根据每一组所包括的到达时间差分后的时间间隔的统计计数结果绘制PRI聚类统计直方图，然后将PRI聚类统计直方图与检测门限相比较，得出可能的PRI估计值；5)对可能的PRI估计值进行剔除谐波分量处理得到符合条件的PRI估计值；6)根据符合条件PRI估计值从原始脉冲到达时间序列中依次取出其对应的到达时间序列，将同一PRI估计值取出的到达时间分别依次按时间顺序组成一个序列，完成信号分选。该方法属于固定节拍处理方式，在复杂电磁环境下难以处理淹没于高密度背景信号中的目标辐射源，尤其是在聚类、到达时间差直方图统计等环节，辐射源的少量脉冲样本无法被正确分选出来。如何高概率分选出高密度背景信号中少量样本的辐射源目标是阵列体制侦察系统必须解决的关键问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于如何高概率分选出高密度背景信号中少量样本的辐射源目标。
[0005]本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种高密度背景信号中少样本信号分选方法，所述方法包括：
[0006]步骤一：在接收到信号检测单元发送来的固定节拍脉冲样本之前，对侦察系统的覆盖空域进行扇区划分；
[0007]步骤二：对接收到的脉冲样本进行扇区排序，按照每一个脉冲的到达角，将其放入对应的扇区中；
[0008]步骤三：对任一扇区进行PRI检测、序列抽取、辐射源参数估计，形成分选结果。
[0009]本专利技术在接收到固定节拍脉冲样本之前，对侦察系统的覆盖空域进行扇区划分，按照每一个脉冲的到达角，将脉冲放入对应的扇区中，是按照空间方位进行扇区划分，充分
利用阵列多波束的高精度测向优势，在空间上将高密度脉冲流进行稀释，降低分选处理计算量，同时实现辐射源脉冲信号与背景信号的预分离，进而使少量样本的目标信号能够满足聚类、到达时间差直方图统计的阈值要求，提高分选成功率。
[0010]进一步地，所述步骤一包括：
[0011]步骤1
‑
1：按系统测向精度的整数倍作为基本扇区单元，得到扇区方位覆盖范围δ，并以此将系统覆盖的空间范围划分为N个扇区，
[0012]N＝ceil((θ
R
‑
θ
L
)/δ)
[0013]其中，θ
L
为系统空域覆盖的左边界，θ
R
为系统空域覆盖的右边界，θ
L
和θ
R
以偏离正北方向，按顺时针方向为正进行赋值，ceil表示向上取整；
[0014]步骤1
‑
2：计算N个扇区的左右边界，即
[0015]θ
i
＝θ
L
+i
×
δ，i＝0,1，2...
[0016]其中，θ
i
表示第i个扇区的左边界；
[0017]步骤1
‑
3：根据扇区划分，对应每个扇区开辟固定缓存空间，每个缓存空间大小为
[0018]M
i
＝M
×
M
P
[0019]其中，M为各扇区拟积累的脉冲最大个数，M
P
为每个脉冲描述字所占空间大小，侦察系统设计完成时，M
P
为固定值。
[0020]更进一步地，所述步骤二包括：
[0021]步骤2
‑
1：进行坐标变换，对当前脉冲以偏离正北方向，按顺时针方向为正进行赋值，得到相对正北方向的到达角θ0；
[0022]步骤2
‑
2：计算当前脉冲所处的扇区为
[0023]j＝floor((θ
o
‑
θ
L
)/δ)
[0024]其中，floor(
·
)表示向下取整；
[0025]步骤2
‑
3：根据求得的扇区序号j，将脉冲存入对应扇区的缓存空间中；
[0026]步骤2
‑
4：按步骤2
‑
1、2
‑
2、2
‑
3遍历脉冲，直至当前节拍所有脉冲均完成上述步骤。
[0027]更进一步地，所述步骤三包括：
[0028]步骤3
‑
1：判断当前扇区中积累的脉冲是否达到预定个数或预定积累时长，若有一个条件满足，则继续下述步骤，否则等待；
[0029]步骤3
‑
2：计算当前扇区对应缓存空间中的脉冲到达时间差分，对获得的差分值进行直方图统计，以此得到可能的PRI值；统计方法可利用序列差直方图(SDIF)或累计差直方图算法(CDIF)或PRI变换算法，以此得到可能的PRI值，每个扇区可设置独立的门限阈值；
[0030]步骤3
‑
3：以步骤3
‑
2获得的PRI值，对扇区对应的缓存空间中的脉冲数据进行序列抽取，将满足PRI差值的脉冲序列存入对应的数组中；每个扇区可设置独立的抽取容差。
[0031]步骤3
‑
4：对步骤3
‑
3形成的所有脉冲序列进行参数估计，其中载频、脉宽通过聚类方法求得所有的聚类中心，并作为分选结果辐射源的对应载频值和脉宽值；PRI则通过对脉冲序列的到达时间做一阶差分，将生成的差值作为分选结果辐射源的重复周期值，每个扇区可设置独立的聚类参数；
[0032]步骤3
‑
5：按步骤3
‑
1、3
‑
2、3
‑
3、3
‑
4遍历所有扇区，或按步骤3
‑
1、3
‑
2、3
‑
3、3
‑
4并行处理所有扇区，直至所有扇区均完成上述步骤。
[0033]本专利技术还提供一种高密度背景信号中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高密度背景信号中少样本信号分选方法，其特征在于，所述方法包括：步骤一：在接收到固定节拍脉冲样本之前，对侦察系统的覆盖空域进行扇区划分；步骤二：对接收到的脉冲样本进行扇区排序，按照每一个脉冲的到达角，将其放入对应的扇区中；步骤三：对任一扇区进行PRI检测、序列抽取、辐射源参数估计，形成分选结果。2.根据权利要求1所述的一种高密度背景信号中少样本信号分选方法，其特征在于，所述步骤一包括：步骤1
‑
1：按系统测向精度的整数倍作为基本扇区单元，得到扇区方位覆盖范围δ，并以此将系统覆盖的空间范围划分为N个扇区，N＝ceil((θ
R
‑
θ
L
)/δ)其中，θ
L
为系统空域覆盖的左边界，θ
R
为系统空域覆盖的右边界，θ
L
和θ
R
以偏离正北方向，按顺时针方向为正进行赋值，ceil表示向上取整；步骤1
‑
2：计算N个扇区的左右边界，即θ
i
＝θ
L
+i
×
δ，i＝0,1，2...其中，θ
i
表示第i个扇区的左边界；步骤1
‑
3：根据扇区划分，对应每个扇区开辟固定缓存空间，每个缓存空间大小为M
i
＝M
×
M
P
其中，M为各扇区拟积累的脉冲最大个数，M
P
为每个脉冲描述字所占空间大小。3.根据权利要求2所述的一种高密度背景信号中少样本信号分选方法，其特征在于，所述步骤二包括：步骤2
‑
1：对当前脉冲以偏离正北方向，按顺时针方向为正进行赋值，得到相对正北方向的到达角θ0；步骤2
‑
2：计算当前脉冲所处的扇区为j＝floor((θ
o
‑
θ
L
)/δ)其中，floor(
·
)表示向下取整；步骤2
‑
3：根据求得的扇区序号j，将脉冲存入对应扇区的缓存空间中；步骤2
‑
4：按步骤2
‑
1、2
‑
2、2
‑
3遍历脉冲，直至当前节拍所有脉冲均完成上述步骤。4.根据权利要求3所述的一种高密度背景信号中少样本信号分选方法，其特征在于，所述步骤三包括：步骤3
‑
1：判断当前扇区中积累的脉冲是否达到预定个数或预定积累时长，若有一个条件满足，则继续下述步骤，否则等待；步骤3
‑
2：计算当前扇区对应缓存空间中的脉冲到达时间差分，对获得的差分值进行直方图统计，以此得到可能的PRI值；步骤3
‑
3：以步骤3
‑
2获得的PRI值，对扇区对应的缓存空间中的脉冲数据进行序列抽取，将满足PRI差值的脉冲序列存入对应的数组中；步骤3
‑
4：对步骤3
‑
3形成的所有脉冲序列进行参数估计，其中载频、脉宽通过聚类方法求得所有的聚类中心，并作为分选结果辐射源的对应载频值和脉宽值；PRI则通过对脉冲序列的到达时间做一阶差分，将生成的差值作为分选结果辐射源的重复周期值；步骤3
‑
5：按步骤3
‑
1、3
‑
2、3
‑
3、3
‑
4遍历所有扇区，或按步骤3
‑
1、3
‑
2、3
‑
3、3
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳学明，胡泽宾，张什永，牛锋，王俊文，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：