CN107167777B - 锯齿波线性调频信号参数提取方法 - Google Patents
锯齿波线性调频信号参数提取方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107167777B CN107167777B CN201710467274.5A CN201710467274A CN107167777B CN 107167777 B CN107167777 B CN 107167777B CN 201710467274 A CN201710467274 A CN 201710467274A CN 107167777 B CN107167777 B CN 107167777B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- signal
- parameter
- period
- wave linear
- sawtooth wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 9
- 238000005311 autocorrelation function Methods 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 6
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 4
- ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-M argininate Chemical compound [O-]C(=O)C(N)CCCNC(N)=N ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 12
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 description 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 description 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/28—Details of pulse systems
- G01S7/285—Receivers
- G01S7/292—Extracting wanted echo-signals
- G01S7/2923—Extracting wanted echo-signals based on data belonging to a number of consecutive radar periods
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/28—Details of pulse systems
- G01S7/285—Receivers
- G01S7/292—Extracting wanted echo-signals
- G01S7/2923—Extracting wanted echo-signals based on data belonging to a number of consecutive radar periods
- G01S7/2927—Extracting wanted echo-signals based on data belonging to a number of consecutive radar periods by deriving and controlling a threshold value
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
本发明公开一种锯齿波线性调频信号参数提取方法,包括如下步骤:(10)信号接收:接收来自发射源的射频信号,并将其转化为数字信号;(20)信号制式识别:确定数字信号的周期和初始位置,并对信号进行调制制式的识别;(30)信号参数提取:对信号的各项相关参数进行提取。本发明的锯齿波线性调频信号参数提取方法,雷达参数提取精度高,执行速度快。
Description
技术领域
本发明属于雷达信号处理技术领域,特别是一种锯齿波线性调频信号参数提取方法。
背景技术
侦察过程中,为提高测距精度和距离分辨力,信号必须有大的带宽;为提高测速精度和速度分辨率,信号又必须有大的时宽。由于线性调频脉冲信号的时宽带宽之积较大,故线性调频信号在现代雷达系统中被广泛使用。在雷达信号处理中,一次相位参数和二次相位参数分别对应高速目标的初始速度和加速度,其估计的准确性对战争的胜利将起到重要作用。
对于雷达引信信号的参数提取,如中国发明专利“一种线性调频信号的检测与参数方法”(申请号:CN 102999473公开日20 13.03.27)所述,首先对接收信号进行量纲归一化,而后利用分数阶傅立叶变换自适应计算,求取信号斜率及中心频率。但其没有给出信号幅值及相位的提取方案;并且,该专利基于收发同步的前提下,进行参数提取的,在不确定初始位置的情况下,算法将无法进行。
如中国发明专利“一种基于PWD-Hough变换的SMSP干扰识别与参数估计方法”(申请号:CN 105044687A公开日20 15.11.11)所述,通过对雷达接收信号的魏格纳分布进行Hough变换,将时频分布上所有点在一点上进行累积,通过提取峰值位置进行类型识别。该方法基于信号的时频,故存在抗噪声性能较差的问题;另外,上述方法都只是基于仿真实验过程,没有提供高模拟度的硬件实验平台,实用性不强。
总之,现有技术存在的问题是:雷达信号参数提取精度低,执行速度慢。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锯齿波线性调频信号参数提取方法,雷达参数提取精度高,执行速度快。
实现本发明目的的技术方案为:
一种锯齿波线性调频信号参数提取方法,包括如下步骤:
(10)接收信号:接收来自发射源的射频信号,并将其转化为数字信号;
(20)识别信号制式:确定数字信号的周期和初始位置,并对信号进行调制制式的识别;
(30)提取信号参数:对信号的各项相关参数进行提取。
与现有技术相比,本发明的显著优点为:
1、雷达参数提取精度高:本发明针对现有提取方法不考虑信号收发时延所导致的不准确性,开辟了一种确定未知信号初始位置的新思路,使得提取精度大大提高;另外,针对现有技术只处于实验仿真阶段、实用性不强的特点,使得实验数据的准确率更高。
2、执行速度快:本发明相较于现有的算法,运算复杂度较低,将识别部分中得到的某些结果直接用于参数提取的算法中,大大提高了算法的效率;另外,规避了大部分软件平台接收、存储和识别提取分步进行的不足,在LabVIEW平台上可将发射、接收和识别提取并列进行,提升了执行效率。
附图说明
图1是本发明锯齿波线性调频信号参数提取方法的主流程图。
图2是图1中信号制式识别步骤的流程图。
图3是图1中信号参数提取步骤的流程图。
图4是锯齿波线性调频时频分布图。
具体实施方式
如图1所示,本发明锯齿波线性调频信号参数提取方法,包括如下步骤:
(10)接收信号:接收来自发射源的射频信号,并将其转化为数字信号;
所述(10)信号接收步骤具体为:
将发射源产生的射频信号经天线接收下来,与本振源提供的载频信号一同进行下变频,得到模拟中频信号,再将该模拟中频信号中频数字化,得到数字信号。
(20)识别信号制式:确定数字信号的周期和初始位置,并对信号进行调制制式的识别;
如图2所示,所述(20)信号制式识别步骤包括:
(21)确定周期:通过自相关函数确定信号周期;
所述(21)周期确定步骤具体为:
检测连续的锯齿波线性调频信号自相关峰值出现的位置,即得到信号周期T,其中,
当-T≤τ<0时,τ为位移量,自相关函数表示为,
当0≤τ<T时,自相关函数表示为:
于是,单周期锯齿波线性调频信号自相关函数的幅值为,
由上述二式,当τ=0和τ=T时,得到|Ru(τ)|的最大值,即自相关峰值。
(22)确定初始位置:通过短时傅里叶变换得到信号的时频分布,并由此确定其初始位置;
所述(22)初始位置确定步骤包括:
(221)时频分布图获取:在接收的信号中截取长度为三个周期的信号,对其做短时傅里叶变换后,得到信号对应的时频分布图,如图4所示,其中t=0处函数值可能是[f(0),f(T)]范围内任意一点;
(222)终点位置坐标确定:在[T,3T]范围内对函数进行最大值的搜索,找出最大值所对应横坐标位置,即为信号的终点位置坐标te;
(223)初始位置获取:根据终点位置坐标te和信号周期长度T,确定该周期内信号的初始位置,即ts=te-T,截取[ts,te]内信号,作为一个完整的单周期信号,供制式识别。
(23)识别调制制式:采用分数阶傅立叶变换对信号进行识别,判断其调制制式。
所述(23)调制制式识别步骤包括:
(231)分数阶频域谱构建:在一定范围内,均匀地选取N个数值,
p=0,Δp,2Δp…,(N-1)Δp,
分别作为N次分数阶傅立叶变换的阶数,将N次变换中所获得的N个最大值,共同构成一个分数阶频域谱;
(232)信号制式识别:搜索分数阶频域谱中的最大值σf,根据统计概率设置一个阈值门限σd;当σf>σd时,判断信号为锯齿波线性调频信号;
(233)峰值变换阶确定:找到峰值σf处对应的横坐标,即为峰值变换阶pf。
(30)信号参数提取:对信号的各项相关参数进行提取。
如图3所示,所述(30)信号参数提取步骤包括:
(31)提取调制周期:将数字信号的周期T作为调制周期TM,即
TM=T;
(32)提取调制斜率:按下式提取调制斜率k,
式中,Fs为采样率,N为信号点数,pf为峰值变换阶数
(33)提取载波频率:按下式提取载波频率f0,
f0=arg{max{fft[s(t)·exp(-jπkt2)]}},
式中,s(t)锯为齿连续波线性调频信号,fft()为对信号做傅立叶变换,max()为取最大值,arg()为求取反函数;
(34)提取幅值:按下式提取幅值,
A=|s(t)·exp(-j·[2πf0t+πk·t2])|/T,
(35)提取初始相位:按下式提取初始相位,
ph()为对信号取相位。
Claims (2)
1.一种锯齿波线性调频信号参数提取方法,包括如下步骤:
(10)接收信号:接收来自发射源的射频信号,并将其转化为数字信号;
(20)识别信号制式:确定数字信号的周期和初始位置,并对信号进行调制制式的识别;
(30)提取信号参数:对信号的各项相关参数进行提取;
所述(10)接收信号步骤具体为:
将发射源产生的射频信号经天线接收下来,与本振源提供的载频信号一同进行下变频,得到模拟中频信号,再将该模拟中频信号中频数字化,得到数字信号;
所述(20)识别信号制式步骤包括:
(21)确定周期:通过自相关函数确定信号周期;
(22)确定初始位置:通过短时傅里叶变换得到信号的时频分布,并由此确定其初始位置;
(23)识别调制制式:采用分数阶傅立叶变换对信号进行识别,判断其调制制式;
所述(21)确定周期步骤具体为:
检测连续的锯齿波线性调频信号自相关峰值出现的位置,即得到信号周期T,其中,
当-T≤τ<0时,τ为位移量,自相关函数表示为,
当0≤τ<T时,自相关函数表示为:
于是,单周期锯齿波线性调频信号自相关函数的幅值为,
由上述二式,当τ=0和τ=T时,得到|Ru(τ)|的最大值,即自相关峰值;
所述(30)提取信号参数步骤包括:
(31)提取调制周期:将数字信号的周期T作为调制周期TM,即
TM=T;
(32)提取调制斜率:按下式提取调制斜率k,
式中,Fs为采样率,N为信号点数,pf为峰值变换阶数
(33)提取载波频率:按下式提取载波频率f0,
f0=arg{max{fft[s(t)·exp(-jπkt2)]}},
式中,s(t)为锯齿连续波线性调频信号,fft()为对信号做傅立叶变换,max()为取最大值,arg()为求取反函数;
(34)提取幅值:按下式提取幅值,
A=|s(t)·exp(-j·[2πf0t+πk·t2])|/T,
(35)提取初始相位:按下式提取初始相位,
ph()为对信号取相位;
其特征在于,所述(22)确定初始位置步骤包括:
(221)时频分布图获取:在接收的信号中截取长度为三个周期的信号,对其做短时傅里叶变换后,得到信号对应的时频分布图;
(222)终点位置坐标确定:在[T,3T]范围内对函数进行最大值的搜索,找出最大值所对应横坐标位置,即为信号的终点位置坐标te;
(223)初始位置获取:根据终点位置坐标te和信号周期长度T,确定该周期内信号的初始位置,即ts=te-T,截取[ts,te]内信号,作为一个完整的单周期信号,供制式识别。
2.根据权利要求1所述的参数提取方法,其特征在于,所述(23)识别调制制式步骤包括:
(231)分数阶频域谱构建:在一定范围内,均匀地选取N个数值,
p=0,Δp,2ΔpL,(N-1)Δp,
分别作为N次分数阶傅立叶变换的阶数,将N次变换中所获得的N个最大值,共同构成一个分数阶频域谱;
(232)信号制式识别:搜索分数阶频域谱中的最大值σf,根据统计概率设置一个阈值门限σd;当σf>σd时,判断信号为锯齿波线性调频信号;
(233)峰值变换阶确定:找到峰值σf处对应的横坐标,即为峰值变换阶pf。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710467274.5A CN107167777B (zh) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | 锯齿波线性调频信号参数提取方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710467274.5A CN107167777B (zh) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | 锯齿波线性调频信号参数提取方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107167777A CN107167777A (zh) | 2017-09-15 |
CN107167777B true CN107167777B (zh) | 2019-10-18 |
Family
ID=59820491
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710467274.5A Expired - Fee Related CN107167777B (zh) | 2017-06-20 | 2017-06-20 | 锯齿波线性调频信号参数提取方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107167777B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108415013B (zh) * | 2018-02-12 | 2022-05-03 | 西安电子科技大学 | 基于调频斜率精搜索的低信噪比信号参数提取方法 |
CN110703217B (zh) * | 2019-08-28 | 2021-08-24 | 西安电子科技大学 | 一种基于自相关坐标轴旋转的线性调频信号检测方法及系统 |
CN111351585B (zh) * | 2019-12-10 | 2023-05-12 | 西南技术物理研究所 | 一种使用锯齿波调相的相位测量方法 |
CN114422313B (zh) * | 2021-12-22 | 2023-08-01 | 西安电子科技大学 | 一种帧检测方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1843308A1 (en) * | 2006-04-03 | 2007-10-10 | Nederlandse Organisatie voor Toegepast-Natuuurwetenschappelijk Onderzoek TNO | Sensor for a traffic response system and traffic control system using a sensor |
CN101833035A (zh) * | 2010-04-19 | 2010-09-15 | 天津大学 | 线性调频信号参数估计方法及其实施装置 |
CN102999473A (zh) * | 2012-10-18 | 2013-03-27 | 中国人民解放军电子工程学院 | 一种线性调频信号的检测与参数估计方法 |
-
2017
- 2017-06-20 CN CN201710467274.5A patent/CN107167777B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1843308A1 (en) * | 2006-04-03 | 2007-10-10 | Nederlandse Organisatie voor Toegepast-Natuuurwetenschappelijk Onderzoek TNO | Sensor for a traffic response system and traffic control system using a sensor |
CN101833035A (zh) * | 2010-04-19 | 2010-09-15 | 天津大学 | 线性调频信号参数估计方法及其实施装置 |
CN102999473A (zh) * | 2012-10-18 | 2013-03-27 | 中国人民解放军电子工程学院 | 一种线性调频信号的检测与参数估计方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
典型体制雷达引信信号的调制制式识别;朱航 等;《探测与控制学报》;20161031;第38卷(第5期);第6-9页 * |
单通道多分量伪码复合线性调频信号分离及参数估计;朱航 等;《兵工学报》;20140930;第35卷(第9期);第1363-1374页 * |
线性调频连续波信号检测与参数估计算法;朱文涛 等;《电子与信息学报》;20140331;第36卷(第3期);第552-558页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107167777A (zh) | 2017-09-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107167777B (zh) | 锯齿波线性调频信号参数提取方法 | |
CN103616679B (zh) | 基于差波束调制和波形分析的pd雷达测距测角方法 | |
CN108761418B (zh) | 一种基于微多普勒特征的雷达多径目标剔除方法 | |
CN105425224A (zh) | 车载毫米波雷达系统多目标个数获取方法及装置 | |
CN107576943B (zh) | 基于瑞利熵的自适应时频同步压缩方法 | |
CN103760530B (zh) | 基于信号锥的雷达压制式干扰和欺骗式干扰识别方法 | |
CN105549001A (zh) | 车载毫米波雷达系统多目标检测方法 | |
CN108693524A (zh) | 基于线性调频连续波雷达的多运动目标匹配方法及其系统 | |
CN106291615B (zh) | 一种高动态多普勒频偏的两阶段捕获方法 | |
CN105549012A (zh) | 车载毫米波雷达系统多目标检测装置 | |
Huo et al. | High resolution range profile analysis based on multicarrier phase-coded waveforms of OFDM radar | |
Ahmadi et al. | Deinterleaving of interfering radars signals in identification friend or foe systems | |
CN106526566A (zh) | 基于fpga高速预处理的信号脉内特征实时分析处理方法 | |
CN109617631A (zh) | 基于数字信道化瞬时参数测量的侦察系统自适应接收方法 | |
CN102778674A (zh) | 非均匀采样的Chirp脉冲时延估计方法 | |
CN107132513B (zh) | 基于相关距离的距离扩展目标检测方法 | |
CN109782249B (zh) | 一种两目标相关时延估计算法 | |
CN108415013A (zh) | 基于调频斜率精搜索的低信噪比信号参数提取方法 | |
CN103048695A (zh) | 基于组合巴克码突发脉冲的探测装置 | |
CN105093199A (zh) | 基于雷达时域回波的目标识别特征提取方法 | |
CN106501787B (zh) | 基于平滑伪魏格纳分布的二相编码信号参数估计方法 | |
Gao et al. | Specific emitter identification based on instantaneous frequency characteristics | |
Li et al. | Recognition of polyphase coded signals using time-frequency rate distribution | |
CN109085568B (zh) | 一种基于二次混频的调频连续波多目标检测方法 | |
CN109116325B (zh) | 基于捷变相参雷达的目标识别方法及系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20191018 |