CN110221255B - 一种提取雷达信标信号的方法、装置及雷达系统 - Google Patents

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    • G01S7/285—Receivers
    • G01S7/292—Extracting wanted echo-signals

Abstract

本申请涉及一种提取雷达信标信号的方法，方法包括：获取雷达回波信号，并根据雷达回波信号得到隐匿处理后的回波信号；根据隐匿处理后的回波信号得到隐匿处理后的回波信号第一均值；根据回波信号第一均值及第一预设系数得到第一门限，根据第一门限及隐匿处理后的回波信号得到第一次基底抬高后的回波信号；根据第一次基底抬高后的回波信号得到回波信号第二均值；根据回波信号第二均值及第二预设系数得到第二门限，根据第二门限及第一次基底抬高后的回波信号得到第二次基底抬高后的回波信号；对第二次基底抬高后的回波信号进行处理得到信标参数。本申请能够有效消除近端基底和杂波，使得雷达在信号解算过程中可以得到准确的信标信息。

Description

一种提取雷达信标信号的方法、装置及雷达系统
技术领域
本申请属于雷达探测技术领域，特别涉及一种提取雷达信标信号的方法、装置及雷达系统。
背景技术
信标作为与搜索雷达配合使用的导航装置，作为搜索雷达系统非常重要的一种功能，可用于标注远方设施的位置、辅助空中交通管制、引导飞行器(直升机、导弹等)到达预定目标。搜索雷达信标用于在各种复杂的气象条件下，确定载机和目标机空中相对位置，当雷达工作于信标方式时，雷达发射射频询问脉冲，由目标机信标机接收后，信标机发射频率为FBCN的应答脉冲；载机雷达接收应答信号后，经放大、下变频接收处理、信标译码等处理后，在综合显示器对应的距离、方位上，显示信标机的位置，具体处理流程如图1。
信标方式下，雷达收发频率不一致，信号检测仅是在噪声中进行检测，因此信号检测相对来说较为容易。常用的检测算法是对利用保护信号进行旁瓣匿隐后的和路数据进行能量检测，认为能量大于某一固定值就是目标信号，反之则不是。但是当两机距离较近时，由于目标机的信标应答功率较高，导致载机雷达接收的信号能量较强，进而信号基底抬升，过门限距离门增多，现有的信标检测算法将会出现译码错误，无法正确解出目标距离和速率。万方、维普数据库上发表了一些关于信标的文章，均无雷达信标如何检测的文章，因此需要设计一种新信标检测算法，不需要设计功率门限，根据信号特性，自适应完成检测，达到正确解出目标距离、变化率、角度和译码。
现有信标检测技术存在主要缺点如下：
1)距离较近时，信号基底高，导致信标译码错误，且距离、角度误差大，严重影响信标功能；
2)CFAR固定门限和浮动门限设计复杂，工程应用中需要反复迭代试验。
发明内容
本申请的目的是提供了一种提取雷达信标信号的方法、装置及雷达系统，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。
在第一发明，本申请提供了一种提取雷达信标信号的方法，所述方法包括：
获取雷达回波信号，并根据所述雷达回波信号得到隐匿处理后的回波信号；
根据所述隐匿处理后的回波信号得到隐匿处理后的回波信号第一均值；
根据所述回波信号第一均值及第一预设系数得到第一门限，根据所述第一门限及隐匿处理后的回波信号得到第一次基底抬高后的回波信号；
根据所述第一次基底抬高后的回波信号得到回波信号第二均值；
根据所述回波信号第二均值及第二预设系数得到第二门限，根据所述第二门限及第一次基底抬高后的回波信号得到第二次基底抬高后的回波信号；
对第二次基底抬高后的回波信号进行处理得到信标参数。
在本申请的方法中，所述雷达回波信号包括和路信号和保护通道信号，所述主瓣隐匿信号提取自所述和路信号，且所述和路信号至少为所述保护通道型号的K倍以上，K为自然数。
在本申请的方法中，所述回波信号第一均值为
Figure BDA0002115519470000031
式中，xi(t)为第i个隐匿后的回波信号，i＝1,2,3…N，N为正整数。
在本申请的方法中，所述第一次基底抬高后的回波信号为x1(t)＝x(t)-k1u1，式中，x(t)为隐匿后的回波信号，k1为第一预设系数。
在本申请的方法中，所述回波信号第二均值为
Figure BDA0002115519470000032
式中，x1i(t)为第i个第一次基底抬高后的回波信号，i＝1,2,3…N，N为正整数。
在本申请的方法中，所述第二次基底抬高后的回波信号为x2(t)＝x1(t)-k2u2，式中，x1(t)为第一次基底抬高后的回波信号，k2为第二预设系数。
在第二方面，本申请提供了一种提取雷达信标信号的装置，所述装置包括：
信号获取模块，用于获取雷达回波信号，并根据所述雷达回波信号得到隐匿处理后的回波信号；
第一均值处理模块，用于根据所述隐匿处理后的回波信号得到隐匿处理后的回波信号第一均值；
第一回波信号处理模块，用于根据所述回波信号第一均值及第一预设系数得到第一门限，根据所述第一门限及隐匿处理后的回波信号得到第一次基底抬高后的回波信号；
第二均值处理模块，用于根据所述第一次基底抬高后的回波信号得到回波信号第二均值；
第一回波信号处理模块，用于根据所述回波信号第二均值及第二预设系数得到第二门限，根据所述第二门限及第一次基底抬高后的回波信号得到第二次基底抬高后的回波信号；
信号解算模块，用于对第二次基底抬高后的回波信号进行处理得到信标参数。
在本申请的装置中，所述信号获取模块获取的所述雷达回波信号包括和路信号和保护通道信号，以及所述信号获取模块得到的所述主瓣隐匿信号提取自所述和路信号，且所述和路信号至少为所述保护通道型号的K倍以上，K为自然数。
在第三方面，本申请提供了一种雷达系统，所述雷达系统包括：
一个或多个处理装置；
存储装置，其上存储有一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理装置执行，使得所述一个或多个处理器实现如上任一所述的方法。
本申请的提取雷达信标信号的方法、装置及雷达系统能够有效消除近端基底和杂波，使得雷达在信号解算过程中可以得到准确的信标信息。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为本申请的提取雷达信标信号的方法流程图。
图2为本申请一实施例的隐匿后的回波信号示意图。
图3为本申请一实施例的第一次均值处理后的回波信号示意图。
图4为本申请一实施例的第二次均值处理后的回波信号示意图。
图5为本申请的提取雷达信标信号的装置框架图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
如图1所示，本申请的提取雷达信标信号的方法，主要包括如下步骤：
S10、获取雷达的回波信号，其中回波信号包括和路信号xΣ(t)和保护通道信号xP(t)，数据的长度为N，处理回波信号得到隐匿后的回波信号，处理过程为：从和路信号xΣ(t)中提取大于K倍的保护通道信号xP(t)作为主瓣匿隐信号用于后续处理，匿隐后的回波信号记为x(t)＝xΣ(t)-KxP(t)，如图2所示一实施例的隐匿后的回波信号示意图。
S20、根对隐匿后的回波信号处理得到回波信号第一均值，处理过程为：对匿隐后的回波信号取模值|x(t)|，计算取模值后的|x(t)|的回波信号第一均值
Figure BDA0002115519470000051
回波信号第一均值u1随隐匿回波信号x(t)强弱一起变化，具有自适应能力，如图3所示实施例的一次均值处理后的回波信号示意图。
S30、根据工程经验适当确定第一预设系数k1，得到一次均值处理后的第一次基底抬高后的回波信号x1(t)＝x(t)-k1u1。
S40、对第一次基底抬高后的回波信号x1(t)取模值|x1(t)|，计算去模值后的|x1(t)|的回波信号第二均值
Figure BDA0002115519470000052
回波信号第二均值u2随第一次基底抬高后的回波信号x1(t)强弱一起变化，具有自适应能力，如图4所示实施例的二次均值处理后的回波信号示意图。
S50、根据工程经验适当确定第二预设系数k2，得到二次均值处理后的第二次基底抬高后的回波信号x2(t)＝x1(t)-k2u2。
对比图2至图3可以看出，原始匿隐后的回波信号x(t)近端的强基底和杂波已完全被去除掉，。
S60、对第二次基底抬高后的回波信号x2(t)进行译码处理、解距离、解角度，进而雷达可以准确得到正确的信标标识、距离和方位角。
另外，如图5所示，本申请提供了一种提取雷达信标信号的装置70，所述装置包括：信号获取模块71，用于获取雷达回波信号，并根据所述雷达回波信号得到隐匿处理后的回波信号；第一均值处理模块72，用于根据所述隐匿处理后的回波信号得到隐匿处理后的回波信号第一均值；第一回波信号处理模块73，用于根据所述回波信号第一均值及第一预设系数得到第一门限，根据所述第一门限及隐匿处理后的回波信号得到第一次基底抬高后的回波信号；第二均值处理模块74，用于根据所述第一次基底抬高后的回波信号得到回波信号第二均值；第一回波信号处理模块75，用于根据所述回波信号第二均值及第二预设系数得到第二门限，根据所述第二门限及第一次基底抬高后的回波信号得到第二次基底抬高后的回波信号；信号解算模块76，用于对第二次基底抬高后的回波信号进行处理得到信标参数。
在本申请的装置中，所述信号获取模块获取的所述雷达回波信号包括和路信号和保护通道信号，以及所述信号获取模块得到的所述主瓣隐匿信号提取自所述和路信号，且所述和路信号至少为所述保护通道型号的K倍以上，K为自然数。
最后，本申请提供了一种雷达系统，雷达系统包括：一个或多个处理装置；存储装置，其上存储有一个或多个程序；当一个或多个程序被一个或多个处理装置执行，使得一个或多个处理器实现如上任一的方法。
其中，处理装置可以由雷达系统中的处理机担任，也可以另外增加处理装置。
本申请的提取雷达信标信号的方法、装置及雷达系统能够有效消除近端基底和杂波，使得雷达在信号解算过程中可以得到准确的信标信息。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种提取雷达信标信号的方法，其特征在于，所述方法包括
获取雷达回波信号，并根据所述雷达回波信号得到隐匿处理后的回波信号；
根据所述隐匿处理后的回波信号得到隐匿处理后的回波信号第一均值；
根据所述回波信号第一均值及第一预设系数得到第一门限，根据所述第一门限及隐匿处理后的回波信号得到第一次基底抬高后的回波信号；
根据所述第一次基底抬高后的回波信号得到回波信号第二均值；
根据所述回波信号第二均值及第二预设系数得到第二门限，根据所述第二门限及第一次基底抬高后的回波信号得到第二次基底抬高后的回波信号；
对第二次基底抬高后的回波信号进行处理得到信标参数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述雷达回波信号包括和路信号和保护通道信号，所述隐匿处理后的回波信号提取自所述和路信号，且所述和路信号至少为所述保护通道信号的K倍以上，K为自然数。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述回波信号第一均值为
Figure FDA0004034105720000011
式中，xi(t)为第i个隐匿后的回波信号，i＝1,2,3…N，N为正整数。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一次基底抬高后的回波信号为x1(t)＝x(t)-k1u1，式中，x(t)为隐匿后的回波信号，k1为第一预设系数。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述回波信号第二均值为
Figure FDA0004034105720000021
式中，x1i(t)为第i个第一次基底抬高后的回波信号，i＝1,2,3…N，N为正整数。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二次基底抬高后的回波信号为x2(t)＝x1(t)-k2u2，式中，x1(t)为第一次基底抬高后的回波信号，k2为第二预设系数。
7.一种提取雷达信标信号的装置，其特征在于，所述装置包括
信号获取模块，用于获取雷达回波信号，并根据所述雷达回波信号得到隐匿处理后的回波信号；
第一均值处理模块，用于根据所述隐匿处理后的回波信号得到隐匿处理后的回波信号第一均值；
第一回波信号处理模块，用于根据所述回波信号第一均值及第一预设系数得到第一门限，根据所述第一门限及隐匿处理后的回波信号得到第一次基底抬高后的回波信号；
第二均值处理模块，用于根据所述第一次基底抬高后的回波信号得到回波信号第二均值；
第一回波信号处理模块，用于根据所述回波信号第二均值及第二预设系数得到第二门限，根据所述第二门限及第一次基底抬高后的回波信号得到第二次基底抬高后的回波信号；
信号解算模块，用于对第二次基底抬高后的回波信号进行处理得到信标参数。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述信号获取模块获取的所述雷达回波信号包括和路信号和保护通道信号，以及所述信号获取模块得到的所述隐匿处理后的回波信号提取自所述和路信号，且所述和路信号至少为所述保护通道信号的K倍以上，K为自然数。
9.一种雷达系统，其特征在于，所述雷达系统包括：
一个或多个处理装置；
存储装置，其上存储有一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理装置执行，使得所述一个或多个处理装置实现如权利要求1至6中任一所述的方法。
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