CN107315170B - 一种脉冲序列信号关联分析与显示系统及方法 - Google Patents

一种脉冲序列信号关联分析与显示系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种脉冲序列信号关联分析与显示系统，其中，数据处理单元包含两个基本数据处理节点和多个扩展数据处理节点；两个基本数据处理节点分别为时域包络检波节点和脉冲时域参数计算节点；扩展数据处理节点根据需要来建立参数数据处理的过程，并根据关联操作的不同，执行不同的数据处理；关联处理单元包含数据关联处理节点和显示关联处理节点；关联处理单元以脉冲时域参数信息为基础，通过对脉冲参数表格执行不同的交互操作，建立自动关联索引表，进行数据信息的关联分析和显示信息的关联处理；显示处理单元用来进行脉冲序列信号各种信息的显示处理。本发明为解决脉冲序列信号的综合分析与显示问题提供了一种有效的途径。

Description

一种脉冲序列信号关联分析与显示系统及方法
技术领域
本发明涉及测试分析领域，特别涉及一种脉冲序列信号关联分析与显示系统，还涉及一种脉冲序列信号关联分析与显示方法。
背景技术
随着军用电子系统技术的发展，雷达等系统装备中的脉冲调制信号越来越复杂，信号的特征参数也越来越多。而脉冲信号各种不同参数的特性，反映了系统装备的各项性能指标，如脉脉冲宽度决定距离分辨率、脉冲重复频率决定模糊距离，线性度、调频带宽等用于衡量脉冲压缩信号品质。
同时，由于现代信号分析仪等数据采集分析平台内部的存储器容量更大，能够捕获更长时间的雷达脉冲信号，捕获数据中将会是由许多单个脉冲组成的脉冲序列，脉冲序列中每个脉冲的峰值功率、脉冲宽度、重复频率等信息可能都不相同。
因此，现有单脉冲单参数的分析与显示方法测试参数少，缺乏关联性分析，不能提供参数变化信息以及丰富的图文信息，已经不能满足复杂脉冲序列的测试需求，必须对脉冲序列数据进行对比关联分析，进行脉冲各种参数的分析及显示，考察分析雷达脉冲信号内部、脉冲之间的参数变化等信息，从而定位信号通路中不同位置部件的异常或者故障，有助于深入掌握信号在系统处理中的变化特征以及与原始设计的吻合情况。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明设计了一种脉冲序列信号关联分析与显示系统及方法，以脉冲信号的时域参数为基础，通过定义交互关联方式，构建关联分析索引表，自动地进行脉冲序列信号的时间概览、脉冲参数、脉冲幅度、脉冲频率、脉冲相位、参数趋势变化与统计特性等各类参数信息的关联分析与显示，解决了脉冲序列信号的综合分析与显示问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种脉冲序列信号关联分析与显示系统，包括：数据处理单元、关联处理单元和显示处理单元；
数据处理单元包含两个基本数据处理节点和多个扩展数据处理节点；两个基本数据处理节点分别为时域包络检波节点和脉冲时域参数计算节点；扩展数据处理节点根据需要来建立参数数据处理的过程，并根据关联操作的不同，执行不同的数据处理；
关联处理单元包含数据关联处理节点和显示关联处理节点；关联处理单元以脉冲时域参数信息为基础，通过对脉冲参数表格执行不同的交互操作，建立自动关联索引表，进行数据信息的关联分析和显示信息的关联处理；
显示处理单元用来进行脉冲序列信号各种信息的显示处理。
可选地，所述显示处理单元包含两个基本视图窗口和多个扩展视图窗口，两个基本视图窗口的内容信息是固定的，分别为时域脉冲信号的全貌信息和脉冲信号的时域参数信息；扩展视图窗口根据需要来分析显示脉冲信号的各种参数信息，并根据关联操作的不同，显示相应的内容信息。
本发明还提出了一种脉冲序列信号关联分析与显示方法，包括以下步骤：
步骤一：计算脉冲序列信号的时域包络数据；
步骤二：计算脉冲序列信号中每个脉冲的时域参数；
步骤三：建立数据处理流程，扩展数据处理节点；
步骤四：根据数据处理流程的数据结果，建立显示处理流程，扩展显示视图窗口；
步骤五：构建关联分析索引表，并初始化；
步骤六：建立交互关联方式，执行关联分析及显示。
可选地，所述步骤一具体包括：
对输入信号进行包络检波，求取信号的幅度；
对于正交采样得到的信号IQ数据，通过求取I、Q两路数据的平方和，并开方后计算出信号的包络幅度数据。
可选地，根据步骤一得到的脉冲序列信号的时域包络数据，检测出每个脉冲的时间位置信息，计算出每个脉冲的各类参数信息，并建立脉冲参数表。
可选地，所述脉冲参数表为二维表格，行头顺序记录脉冲的索引号，列头表示每个脉冲参数的名称，表格内部每项值对应代表每个脉冲的具体脉冲参数信息。
可选地，所述步骤三具体包括：
以时域包络检波和脉冲参数计算为基本处理节点，扩展建立脉冲幅度计算节点、脉冲频率计算节点、脉冲相位计算节点、参数趋势分析节点、参数算术统计节点和参数分布统计节点。
可选地，所述时域包络检波节点实现对输入信号的包络幅度计算，用于时间概览视图的显示；
所述脉冲参数计算节点实现对脉冲基本参数的测量计算，计算得到的脉冲参数作为脉冲参数表的显示数据；
所述脉冲幅度计算节点实现对选定独立脉冲的包络的幅度信息的计算，用于脉冲幅度图的显示；
所述脉冲频率计算节点实现对选定脉冲的频率信息的计算，用于脉冲频率图的显示；
所述脉冲相位计算节点实现对选定脉冲的相位信息的计算，用于脉冲相位图的显示；
所述参数趋势分析节点实现对选定脉冲参数的趋势信息的分析，用于参数趋势图的显示；
所述参数算术统计节点实现对选定脉冲参数的当前值、最大值、最小值及标准偏差等信息的计算，用于参数统计表的显示；
所述参数分布统计节点实现对选定脉冲参数的分布特征信息的计算，用于参数分布图的显示。
可选地，所述关联分析索引表信息包括关联类别、行索引、列索引、参数属性、参数类别；其中，关联类别代表用来建立关联分析与显示处理的索引属性值，包括行或列，参数类别与脉冲参数类型保持一致，分为功率类参数、时间类参数、频率类参数和相位类参数，参数属性是指具体的脉冲参数。
可选地，所述步骤六中，通过鼠标、触摸或者菜单输入设置方式来对脉冲参数表格执行选中操作；当鼠标或触摸点击时间概览视图对应脉冲包络所在的区域，或者点击脉冲参数表对应的脉冲行，通过发送消息通知关联索引表变更当前分析的关联类型为行，设置行索引信息为当前选中的脉冲序号，并通知数据关联处理单元进行当前数据处理流程的变更，变更的数据处理为当前脉冲幅度信息的计算、当前脉冲频率信息的计算、当前脉冲相位信息的计算；同时通知显示关联处理单元根据关联索引表，执行当前显示窗口信息的变更，变更显示窗口里的信息分别为当前脉冲的幅度信息、当前脉冲的频率信息、当前脉冲的相位信息；当鼠标或触摸点击脉冲参数表的列位置，通过发送消息通知关联索引表变更当前分析的关联类型为列，设置列索引信息为当前选中的列号，记录参数属性和参数类别，并通知数据关联处理单元进行当前数据处理流程的变更，变更的数据处理为当前参数的趋势信息的计算、当前参数的统计信息的计算、当前参数的分布信息的计算；同时通知显示关联处理单元根据关联索引表，执行当前显示窗口信息的变更，变更显示窗口里的信息分别为当前参数的趋势信息、当前参数的统计信息、当前参数的分布信息。
本发明的有益效果是：
(1)设计了由数据处理、关联处理和显示处理三个单元组成的脉冲序列信号关联分析与显示系统；
(2)设计了自动关联索引表，定义了交互关联方式，实现了脉冲序号信号的关联分析与显示。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种脉冲序列信号关联分析与显示系统的原理框图；
图2为根据本发明的方法通过定义交互关联方式建立关联分析索引表的一个实施例的示意图；
图3为根据本发明的方法通过定义交互关联方式建立关联分析索引表的另一个实施例的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
现有单脉冲单参数的分析与显示方法测试参数少，缺乏关联性分析，不能提供数参数变化信息以及丰富的图文信息，导致无法全面了解脉冲序列信号的参数特征以及信号参数特性的变化信息，难以满足实际工程中复杂脉冲序列信号的综合分析与显示需求，具有局限性。
针对上述问题，本发明设计了一种脉冲序列信号关联分析与显示系统及方法，通过定义交互关联方式，构建关联分析索引表，自动关联地进行脉冲序列信号的时间概览、脉冲参数、脉冲幅度、脉冲频率、脉冲相位、参数趋势变化和统计特性等参数信息的分析与显示，为解决脉冲序列信号的综合分析与显示问题提供了一种有效的途径。
如图1所示，本发明的脉冲序列信号关联分析与显示系统包含三个功能单元，分别为数据处理单元1、关联处理单元2和显示处理单元3。
数据处理单元1：数据处理单元用来进行关联分析过程中的信号分析算法的处理。数据处理单元包含两个基本数据处理节点和多个扩展数据处理节点。两个基本数据处理节点为时域包络检波节点和脉冲时域参数计算节点；扩展数据处理节点可根据需要来建立参数数据处理的过程，并根据关联操作的不同，将会执行不同的数据处理。
关联处理单元2：关联处理单元包含数据关联处理节点和显示关联处理节点。关联处理单元以脉冲时域参数信息为基础，通过对脉冲参数表格执行不同的交互操作，建立自动关联索引表，进行数据信息的关联分析和显示信息的关联处理。
显示处理单元3：显示处理单元用来进行脉冲序列信号各种信息的显示处理。显示处理单元包含两个基本视图窗口和多个扩展视图窗口。两个基本视图窗口的内容信息是固定的，分别为时域脉冲信号的全貌信息和脉冲信号的时域参数信息；扩展视图窗口可根据需要来分析显示脉冲信号的各种参数信息，并根据关联操作的不同，将会显示相应的内容信息。
基于上述系统的脉冲序列信号关联分析与显示方法，具体步骤如下：
步骤一：计算脉冲序列信号的时域包络数据。
对输入信号进行包络检波，求取信号的幅度。对于正交采样得到的信号IQ数据，可通过求取I、Q两路数据的平方和，并开方后计算出信号的包络幅度数据。
步骤二：计算脉冲序列信号中每个脉冲的时域参数。
根据步骤一得到的脉冲序列信号的时域包络数据，检测出每个脉冲的时间位置信息，计算出每个脉冲的各类参数信息，并建立脉冲参数表。脉冲参数表为二维表格，行头顺序记录脉冲的索引号，列头表示每个脉冲参数的名称，表格内部每项值对应代表每个脉冲的具体脉冲参数信息。其中，脉冲参数包括如下类型：
功率类参数：峰值功率、平均功率、脉冲幅度、顶部功率、底部功率、过冲、纹波等；
时间类参数：脉冲宽度、关闭时间、上升时间、下降时间、重复周期、占空比等；
频率类参数：脉冲-脉冲频率差、频率误差、频率偏移等；
相位类参数：脉冲-脉冲相位差、相位误差、相位偏移等。
步骤三：建立数据处理流程，扩展数据处理节点。
以时域包络检波和脉冲参数计算为基本处理节点，扩展建立脉冲幅度计算、脉冲频率计算、脉冲相位计算、参数趋势分析、参数算术统计和参数分布统计等数据处理节点。时域包络检波节点实现对输入信号的包络幅度计算，用于时间概览视图的显示。脉冲参数计算节点实现对脉冲基本参数的测量计算，计算得到的脉冲参数作为脉冲参数表的显示数据。脉冲幅度计算节点实现对选定独立脉冲的包络的幅度信息的计算，用于脉冲幅度图的显示。脉冲频率计算节点实现对选定脉冲的频率信息的计算，用于脉冲频率图的显示。脉冲相位计算节点实现对选定脉冲的相位信息的计算，用于脉冲相位图的显示。参数趋势分析节点实现对选定脉冲参数的趋势信息的分析，用于参数趋势图的显示。参数算术统计节点实现对选定脉冲参数的当前值、最大值、最小值及标准偏差等信息的计算，用于参数统计表的显示。参数分布统计节点实现对选定脉冲参数的分布特征信息的计算，用于参数分布图的显示。
步骤四：建立显示处理流程，扩展显示视图窗口。
根据数据处理流程的数据结果，建立需要显示的视图窗口。以显示五个视图窗口为例，窗口1和窗口2内部显示的内容信息是固定的，扩展视图窗口3～窗口5显示的内容信息是可变的。其中，窗口1显示为时间概览图、窗口2显示为脉冲参数表、窗口3显示为脉冲幅度图或参数趋势图、窗口4显示为脉冲频率图或参数统计表、窗口5显示为脉冲相位图或参数分布图。
时间概览视图主要显示时域脉冲信号的全貌，横轴为时间信息，纵轴为幅度信息，每个脉冲均用数字按出现先后顺序标注显示，相同的脉冲使用柱状同种色块填充的方式来标注显示，当前选择脉冲则用其它颜色的色块在脉冲底部显示的方式来标注。
脉冲幅度图主要显示选定脉冲的内部幅度特征，横轴为时间信息，纵轴为幅度信息。
脉冲频率图主要显示选定脉冲的内部频率特征，横轴为时间信息，纵轴为频率信息。
脉冲相位图主要显示选定脉冲的内部相位特征，横轴为时间信息，纵轴为相位信息。
参数趋势图主要显示选定脉冲参数的变化趋势特征，横轴为脉冲数据信息，纵轴为对应脉冲参数的数据信息。
参数趋势图主要显示选定脉冲参数的变化趋势特征，横轴为脉冲数据信息，纵轴为对应脉冲参数的数据信息。
参数统计表的显示为二维表格，行头顺序显示脉冲参数的最大值、最小值、平均值、标准差等统计信息，列头顺序显示每个脉冲参数的名称，表格内部则对应显示每个脉冲参数的统计信息。
参数分布图主要显示选定脉冲参数的概率分布统计特征，横轴为对应脉冲参数的数据信息，纵轴为概率信息。
步骤五：构建关联分析索引表，并初始化。
关联分析索引表信息包括关联类别、行索引、列索引、参数属性、参数类别，其中关联类别代表用来建立关联分析与显示处理的索引属性值，包括行或列，参数类别与脉冲参数类型保持一致，分为功率类参数、时间类参数、频率类参数和相位类参数，参数属性是指具体的脉冲参数。
初始化状态下，将关联分析索引表关联类别定义为行、行索引定义为1、列索引定义为1、参数属性定义为峰值功率、参数类别定义为功率类。在关联类别为行时，根据行索引信息按顺序索引到脉冲时间概览图中具体分析的脉冲序号的数据位置，并显示确定脉冲幅度图、脉冲频率图、脉冲相位图等扩展视图的数据、坐标、单位等信息；在关联类别为列时，根据列索引信息按参数属性及参数类型来索引到具体分析的脉冲参数信息，并显示确定参数趋势图、参数分布图等扩展视图的数据、坐标、单位等信息。
步骤6：建立交互关联方式，执行关联分析及显示。
通过鼠标、触摸或者菜单输入设置等方式来对脉冲参数表格执行选中操作。当鼠标或触摸点击时间概览视图对应脉冲包络所在的区域，或者点击脉冲参数表对应的脉冲行，通过发送消息通知关联索引表变更当前分析的关联类型为行，设置行索引信息为当前选中的脉冲序号，并通知数据关联处理单元进行当前数据处理流程的变更，变更的数据处理为当前脉冲幅度信息的计算、当前脉冲频率信息的计算、当前脉冲相位信息的计算；同时通知显示关联处理单元根据关联索引表，执行当前显示窗口信息的变更，变更显示窗口里的信息分别为当前脉冲的幅度信息、当前脉冲的频率信息、当前脉冲的相位信息。当鼠标或触摸点击脉冲参数表的列位置，通过发送消息通知关联索引表变更当前分析的关联类型为列，设置列索引信息为当前选中的列号，记录参数属性和参数类别，并通知数据关联处理单元进行当前数据处理流程的变更，变更的数据处理为当前参数的趋势信息的计算、当前参数的统计信息的计算、当前参数的分布信息的计算；同时通知显示关联处理单元根据关联索引表，执行当前显示窗口信息的变更，变更显示窗口里的信息分别为当前参数的趋势信息、当前参数的统计信息、当前参数的分布信息。
图2与图3为利用本发明方法的具体实施例，本发明的方法能够通过定义交互关联方式，建立关联分析索引表，实现脉冲序列信号的综合关联分析与显示。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种脉冲序列信号关联分析与显示方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：计算脉冲序列信号的时域包络数据；
步骤二：计算脉冲序列信号中每个脉冲的时域参数；
步骤三：建立数据处理流程，扩展数据处理节点；
步骤四：根据数据处理流程的数据结果，建立显示处理流程，扩展显示视图窗口；
步骤五：构建关联分析索引表，并初始化；
步骤六：建立交互关联方式，执行关联分析及显示；
所述步骤六中，通过鼠标、触摸或者菜单输入设置方式来对脉冲参数表格执行选中操作；当鼠标或触摸点击时间概览视图对应脉冲包络所在的区域，或者点击脉冲参数表对应的脉冲行，通过发送消息通知关联索引表变更当前分析的关联类型为行，设置行索引信息为当前选中的脉冲序号，并通知数据关联处理单元进行当前数据处理流程的变更，变更的数据处理为当前脉冲幅度信息的计算、当前脉冲频率信息的计算、当前脉冲相位信息的计算；同时通知显示关联处理单元根据关联索引表，执行当前显示窗口信息的变更，变更显示窗口里的信息分别为当前脉冲的幅度信息、当前脉冲的频率信息、当前脉冲的相位信息；当鼠标或触摸点击脉冲参数表的列位置，通过发送消息通知关联索引表变更当前分析的关联类型为列，设置列索引信息为当前选中的列号，记录参数属性和参数类别，并通知数据关联处理单元进行当前数据处理流程的变更，变更的数据处理为当前参数的趋势信息的计算、当前参数的统计信息的计算、当前参数的分布信息的计算；同时通知显示关联处理单元根据关联索引表，执行当前显示窗口信息的变更，变更显示窗口里的信息分别为当前参数的趋势信息、当前参数的统计信息、当前参数的分布信息。
2.如权利要求1所述的一种脉冲序列信号关联分析与显示方法，其特征在于，所述步骤一具体包括：
对输入信号进行包络检波，求取信号的幅度；
对于正交采样得到的信号IQ数据，通过求取I、Q两路数据的平方和，并开方后计算出信号的包络幅度数据。
3.如权利要求1所述的一种脉冲序列信号关联分析与显示方法，其特征在于，根据步骤一得到的脉冲序列信号的时域包络数据，检测出每个脉冲的时间位置信息，计算出每个脉冲的各类参数信息，并建立脉冲参数表。
4.如权利要求3所述的一种脉冲序列信号关联分析与显示方法，其特征在于，所述脉冲参数表为二维表格，行头顺序记录脉冲的索引号，列头表示每个脉冲参数的名称，表格内部每项值对应代表每个脉冲的具体脉冲参数信息。
5.如权利要求1所述的一种脉冲序列信号关联分析与显示方法，其特征在于，所述步骤三具体包括：
以时域包络检波和脉冲参数计算为基本处理节点，扩展建立脉冲幅度计算节点、脉冲频率计算节点、脉冲相位计算节点、参数趋势分析节点、参数算术统计节点和参数分布统计节点。
6.如权利要求5所述的一种脉冲序列信号关联分析与显示方法，其特征在于，所述时域包络检波节点实现对输入信号的包络幅度计算，用于时间概览视图的显示；
所述脉冲参数计算节点实现对脉冲基本参数的测量计算，计算得到的脉冲参数作为脉冲参数表的显示数据；
所述脉冲幅度计算节点实现对选定独立脉冲的包络的幅度信息的计算，用于脉冲幅度图的显示；
所述脉冲频率计算节点实现对选定脉冲的频率信息的计算，用于脉冲频率图的显示；
所述脉冲相位计算节点实现对选定脉冲的相位信息的计算，用于脉冲相位图的显示；
所述参数趋势分析节点实现对选定脉冲参数的趋势信息的分析，用于参数趋势图的显示；
所述参数算术统计节点实现对选定脉冲参数的当前值、最大值、最小值及标准偏差的计算，用于参数统计表的显示；
所述参数分布统计节点实现对选定脉冲参数的分布特征信息的计算，用于参数分布图的显示。
7.如权利要求1所述的一种脉冲序列信号关联分析与显示方法，其特征在于，所述关联分析索引表信息包括关联类别、行索引、列索引、参数属性、参数类别；其中，关联类别代表用来建立关联分析与显示处理的索引属性值，包括行或列，参数类别与脉冲参数类型保持一致，分为功率类参数、时间类参数、频率类参数和相位类参数，参数属性是指具体的脉冲参数。
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