CN108761441A

CN108761441A - 一种雷达信号相位编码规律识别方法及装置

Info

Publication number: CN108761441A
Application number: CN201810615792.1A
Authority: CN
Inventors: 胡德秀; 黄洁; 赵拥军; 骆丽萍; 黄东华; 陈世文; 张睿; 张弛; 赵砚; 赵泽亚
Original assignee: Information Engineering University of PLA Strategic Support Force
Current assignee: Information Engineering University of PLA Strategic Support Force
Priority date: 2018-06-14
Filing date: 2018-06-14
Publication date: 2018-11-06

Abstract

本发明涉及一种雷达信号相位编码规律识别方法及装置，该方法采集雷达脉冲信号；对采集的雷达脉冲信号进行小波滤波处理，得到滤波后的雷达脉冲信号；确定滤波后的雷达脉冲信号的突变点以及各个突变点对应的位置；计算相邻两个突变点之间的间隔，顺序记录间隔；根据顺序记录的间隔，识别雷达信号的编码规律。本发明简单可靠，使得雷达号识别的准确率较高。

Description

一种雷达信号相位编码规律识别方法及装置

技术领域

本发明属于电子侦察信号分析技术领域，具体涉及一种雷达信号相位编码规律识别方法及装置。

背景技术

对接收到的雷达辐射源信号进行精确处理是电子侦察的重要内容，也是信息保障的重要手段。其中，对雷达信号辐射源的编码规律进行精确分析与处理是其中的重要组成部分，能够获得雷达辐射源信号的精确参数，是进行雷达信号识别和分选处理的重要依据，具有重要的意义。

传统的基于脉冲描述字的五种特征参数识别方法的可靠性急剧下降，已很难适应需求。随着技术不断进步，新体制雷达层出不穷，雷达信号形式日益复杂，复杂体制雷达辐射源迅速增加并逐渐占据主导地位。其中，相位编码雷达信号是一类重要的调制信号，对其进行编码规律的识别和判决是重要的信号精确分析技术。现有的识别算法只能在高信噪比条件下进行处理，难以适应低信噪比雷达信号的识别需求，存在识别错误率高的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种雷达信号相位编码规律识别方法及装置，用以解决现有技术中雷达信号识别错误率高的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

本发明提供了一种雷达信号相位编码规律识别方法，包括如下步骤：

采集雷达脉冲信号；

对采集的雷达脉冲信号进行小波滤波处理，得到滤波后的雷达脉冲信号；

确定滤波后的雷达脉冲信号的突变点以及各个突变点对应的位置；

计算相邻两个突变点之间的间隔，顺序记录间隔；

根据顺序记录的间隔，识别雷达信号的编码规律。

本发明还提供了一种雷达信号相位编码规律识别装置，包括处理器，所述处理器用于执行指令实现如下方法：

采集雷达脉冲信号；

计算相邻两个突变点之间的间隔，顺序记录间隔；

根据顺序记录的间隔，识别雷达信号的编码规律。

本发明的有益效果：

本发明的雷达信号相位编码规律识别方法及装置，对采集的雷达脉冲信号进行小波处理，从而可准确获得突变点以及突变点对应的位置，从而可得到相应的雷达编码规律。本发明简单可靠，使得雷达号识别的准确率较高。

作为方法及装置的进一步改进，根据顺序记录的间隔，将顺序记录的间隔统一进行归一化的量化处理，得到对应的量化值，所述量化值为相应数量的码元；根据得到的相应数量的码元，识别雷达信号的编码规律。

作为方法及装置的进一步改进，所述码元为0或1。

作为方法及装置的进一步改进，为了方便识别编码，相邻间隔对应的码元不同。

作为方法及装置的进一步改进，所述将顺序记录的间隔统一进行归一化的量化处理，得到对应的量化值包括：选取所有间隔中的最小值，顺序求取每个间隔与间隔中的最小值的比值，并将得到的比值四舍五入，得到对应的量化值。

作为方法及装置的进一步改进，通过观察滤波后的雷达脉冲信号的形状，并根据选择的检测门限，来确定滤波后的雷达脉冲信号的突变点以及各个突变点对应的位置。

附图说明

图1是一种雷达信号相位编码规律识别方法流程图；

图2是接收采集后的数字信号示意图；

图3是信号频谱示意图；

图4是信号滤波输出以及门限检测的示意图；

图5是一种编码规律识别结果图；

图6是另一种编码规律识别结果图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，下面结合附图及实施例，对本发明作进一步的详细说明。

本发明提供了一种雷达信号相位编码规律识别装置，该装置包括处理器，该处理器用于执行指令实现本发明的雷达信号相位编码规律识别方法。下面结合图1，对该方法做详细的说明。

首先，采集雷达脉冲信号。假设接收到的雷达脉冲信号如图2所示，为s(t)：

s(t)＝a(t)exp{j2πf₀t}+w(t),0≤t≤T

上式中，a(t)表示雷达辐射源信号的基带信号，f₀表示信号的载频，w(t)表示接收机噪声信号，T表示脉冲信号的时长。

假设采样的时间间隔为T_s，采样的总点数为N，则得到的数字信号为：

s(n)＝a(nT_s)exp{j2πf₀nT_s}+w(nT_s),0≤n≤N

然后，生成小波滤波器，小波滤波器的表达式为：

上式中，Δ为带宽参数，δ_t为取样间隔，a为尺度参数，M为滤波器的长度，f为频率参数。

在实际的场景中，可根据实际情况选择合适的δ_t、Δ、a、f和M，以达到最优的处理结果。一种典型的δ_t、Δ、a、f和M的取值如下：

接着，在生成上述介绍的小波滤波器后，对采集到的雷达脉冲信号进行滤波处理。滤波系数由小波滤波器系数x(n)决定。该滤波过程，可以在时域实现，也可以在频域实现。

在时域实现的表达式为：

上式中，y(n)为小波滤波器的输出。

在频域实现的表达式为：

y(n)＝DFT_L ^-1[DFT_L(s(n))⊙DFT_L(x(n))]

上式中，DFT_L(s(n))表示对信号s(n)进行L点的离散傅里叶变换(DFT)，DFT^-1 _L(s(n))表示对信号s(n)进行L点的离散傅里叶逆变换，⊙表示对应位置相乘，L＝max(M,N)表示M、N中的较大值。

其次，对y(n)的突变点进行检测。通过观察|y(n)|形状，选择合适的检测门限，记录突变点的位置N₁、N₂、…、N_p，其中，p为突变点的总个数。

最后，根据上述突变点，计算相邻两个突变点之间的间隔，分别为：L₁＝N₂-N₁，L₂＝N₃-N₂，…，L_p-1＝N_p-N_p-1；按照顺序记录间隔，根据间隔来识别雷达脉冲信号的编码规律。具体步骤如下：

1)选取计算的各个间隔中的最小值L_min，L_min＝min{L₁,L₂,…,L_p}；

2)求取每个位置差L_i(i＝1,…,p-1)与最小值L_min的比值，分别为：k₁＝L₁/L_min，k₂＝L₂/L_min，…，k_p-1＝L_p-1/L_min；

3)将上述比值进行四舍五入，得到对应的量化值，m₁＝floor(k₁)，m₂＝floor(k₂)，…，m_p-1＝floor(k_p-1)，这里的量化值为相应数量的码元，码元为0或1；

4)根据得到的相应数量的码元，识别雷达信号的编码规律，且相邻两个间隔对应的码元不同。

其代码可编写如下：

m＝floor(L₁/L_min)，其中floor()表示四舍五入，则在G中连续写入m个1

For i＝2:p-1

m＝floor(L_i/L_min)，其中floor()表示四舍五入。

若上一次写入的是0，则在G的结尾连续写入m个1；

若上一次写入的是1，则在G的结尾连续写入m个0；

END

例如，得到的量化值分别为5,4,1,2，那么对应的雷达信号的编码规律为111110000100，其对应的波形图可如图5所示，图5中上边的波形图为最终的编码规律图，下边的图为采样波形图，采用适当的采样周期便可将其识别出来；当然，也可将编码规律识别为000001111011。

在上述步骤1)～步骤4)中，其主体思想为：根据顺序记录的间隔，将顺序记录的间隔统一进行归一化的量化处理，来得到对应的量化值，这里的量化值即为相应数量的码元。上述步骤中，通过求取所有间隔与间隔的最小值的比值来进行归一化处理，当然，还可采用其他的归一化的量化处理方法来得到对应的量化值。

而且，在进行编码时，为了方便识别，设置的相邻两个间隔对应的码元不同。当然，也可设置的相同，此时需要人为的在各个间隔对应的码元中间添加与之不同的码元。例如，得到的量化值分别为5,4,1,2，那么对应的雷达信号的编码规律可为111110011110010011，在这里，人为地添加了两个0来表示各个间隔之间的空隙，添加0的个数可根据需求设定，对应的波形图可如图6所示；当然，也可识别为00000110000110110，在该识别规律里，间隙设置为两个1。

例如，若进行滤波处理后的波形如图3所示。

在图3中检测门限为y＝2800，故可确定突变点分别为：N₁＝0，N₂＝900，N₃＝1460，N₄＝2000四个突变点。则计算的各个突变点之间的位置差分别为：L₁＝900，L₂＝560，L₃＝540，则L_min＝540。计算的各个比值分别为k₁＝900/540＝1.667，k₂＝560/540＝1.037，k₃＝540/540＝1，将这三个比值四舍五入，得到的编码个数数分别为：m₁＝2，m₁＝1，m₁＝1。则编码规律为：0010或者1101。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims

1.一种雷达信号相位编码规律识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

采集雷达脉冲信号；

计算相邻两个突变点之间的间隔，顺序记录间隔；

根据顺序记录的间隔，识别雷达信号的编码规律。

2.根据权利要求1所述的雷达信号相位编码规律识别方法，其特征在于，根据顺序记录的间隔，将顺序记录的间隔统一进行归一化的量化处理，得到对应的量化值，所述量化值为相应数量的码元；根据得到的相应数量的码元，识别雷达信号的编码规律。

3.根据权利要求2所述的雷达信号相位编码规律识别方法，其特征在于，所述码元为0或1。

4.根据权利要求3所述的雷达信号相位编码规律识别方法，其特征在于，相邻间隔对应的码元不同。

5.根据权利要求2所述的雷达信号相位编码规律识别方法，其特征在于，所述将顺序记录的间隔统一进行归一化的量化处理，得到对应的量化值包括：选取所有间隔中的最小值，顺序求取每个间隔与间隔中的最小值的比值，并将得到的比值四舍五入，得到对应的量化值。

6.根据权利要求1所述的雷达信号相位编码规律识别方法，其特征在于，通过观察滤波后的雷达脉冲信号的形状，并根据选择的检测门限，来确定滤波后的雷达脉冲信号的突变点以及各个突变点对应的位置。

7.一种雷达信号相位编码规律识别装置，其特征在于，包括处理器，所述处理器用于执行指令实现如下方法：

采集雷达脉冲信号；

计算相邻两个突变点之间的间隔，顺序记录间隔；

根据顺序记录的间隔，识别雷达信号的编码规律。

8.根据权利要求7所述的雷达信号相位编码规律识别装置，其特征在于，根据顺序记录的间隔，将顺序记录的间隔统一进行归一化的量化处理，得到对应的量化值，所述量化值为相应数量的码元；根据得到的相应数量的码元，识别雷达信号的编码规律。

9.根据权利要求8所述的雷达信号相位编码规律识别装置，其特征在于，所述码元为0或1。

10.根据权利要求9所述的雷达信号相位编码规律识别装置，其特征在于，相邻间隔对应的码元不同。