CN110426696B - 一种脉冲缺损的雷达信号特征序列搜索方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种脉冲缺损的雷达信号特征序列搜索方法，主要解决截获脉冲缺损丢失所导致的雷达信号特征序列搜索不成功的问题；其实现步骤是：1.计算输入脉冲缓存中每个脉冲与前一个脉冲的到达时间差；2.对输入脉冲进行载频、脉宽和幅度容差条件判定；3.对输入脉冲进行到达时间差的容差条件判定；4.搜索确认雷达信号特征序列头；5.搜索完整的雷达信号特征序列；6.对搜索得到的每个脉冲序列进行脉冲个数判定，输出满足条件的所有特征序列。本发明有利于提高雷达信号特征序列搜索成功率，可用于雷达被动探测系统。

Description

一种脉冲缺损的雷达信号特征序列搜索方法
技术领域
本发明属于雷达数据处理及信号分选技术领域。
背景技术
相控阵雷达在不同波位上辐射的信号通常具有不同的信号特征，其载频、重复周期、脉宽等都会发生变化。与之对应，接收机截获的相控阵雷达信号通常以脉冲序列片段的形式存在，每个序列片段中包含几个到几十个连续脉冲，具有相近的频率、脉宽、幅度，且相邻脉冲的到达时间差满足特定调制形式。将上述形式的脉冲序列片段称之为雷达信号的特征序列。
对于典型如相控阵雷达的复杂辐射源信号，其信号分选流程通常包括：复杂信号PDW聚类、复杂信号脉冲序列搜索、复杂信号脉冲序列特征提取、复杂信号辐射源判定等。其中复杂信号脉冲序列搜索是指搜索潜在雷达信号的特征序列，在此基础上进行特征序列信息提取，得到特征序列的载频、重复周期、脉宽、方位、到达时间等信息。
然而实际截获情形下经常出现脉冲缺损的现象。脉冲的缺损丢失会导致脉冲重复周期计算错误，进而导致特征序列搜索失败。一方面，造成该部分脉冲并没有被分选成功，影响辐射源EDW的计算准确度；另一方面，未成功挑选的脉冲可能会造成虚警，且会干扰对其他参数类似信号的分选。为此，需要提出一种脉冲缺损的雷达信号特征序列搜索方法，提高搜索成功率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种脉冲缺损的雷达信号特征序列搜索方法，基于相控阵雷达信号的辐射模式改进截获脉冲缺损时雷达信号特征序列的搜索逻辑及参数设置，提高雷达信号特征序列搜索成功率。
为实现上述技术目的，本发明提出的脉冲缺损的雷达信号特征序列搜索方法，包括以下步骤：
步骤1，给定输入脉冲缓存，设共有脉冲N个，参数i为脉冲下标(1≤i≤N)，计算每个脉冲pi与前一个脉冲的到达时间差dtoai；
步骤2，判定当前脉冲pi与前一个脉冲pi-1的载频、脉宽和幅度是否满足设定的容差条件，若满足则进入步骤3；否则，将参数i执行加一操作，再次执行步骤2；
步骤3，判定当前脉冲pi与前一个脉冲pi-1的到达时间差是否满足设定的容差条件，若满足则进入步骤4；否则，将参数i执行加一操作，回到步骤2；
步骤4，判定脉冲pi-1是否已经属于某个特征序列，若是，进入步骤5；若不是，则将脉冲pi和pi-1标识为一个新的特征序列的头两个脉冲，将该脉冲序列标识为当前特征序列Sc，然后将参数i执行加一操作，回到步骤2；
步骤5，判定脉冲pi和pi-1是否满足公式(1)～(2)所示条件之一，若任意一个满足，则将脉冲pi加入到当前特征序列Sc中，
Figure BDA0002137388740000021
Figure BDA0002137388740000022
其中，DTOA_max表示脉冲到达时间差的最大变化范围，用百分比表示；
继续判定脉冲pi、pi-1、pi-2是否满足公式(3)所示条件
Figure BDA0002137388740000023
若满足，则当前特征序列Sc搜索结束，将脉冲pi作为一个新的特征序列的起点，并将该脉冲序列标识为当前特征序列Sc；否则，将脉冲pi加入当前特征序列Sc中；
步骤6，遍历完输入缓存中的所有脉冲，脉冲序列搜索结束，对于搜索到的每个特征序列，判定其包含的脉冲个数是否满足事先设定阈值，若满足则输出该特征序列。
本发明的有益效果为：
针对截获脉冲缺损丢失时相控阵雷达信号的特征序列搜索成功率下降的问题，通过改进特征序列搜索逻辑及搜索参数设置，提高雷达信号特征序列搜索成功率。
附图说明
图1为本发明的一种脉冲缺损的雷达信号特征序列搜索方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
参照图1，为本发明的一种脉冲缺损的雷达信号特征序列搜索方法的流程图；该脉冲缺损的雷达信号特征序列搜索方法包括以下步骤：
步骤1，给定输入脉冲缓存，设共有脉冲N个，参数i为脉冲下标(1≤i≤N)，计算每个脉冲pi与前一个脉冲的到达时间差dtoai：
将缓存中第一个脉冲p1的到达时间差置为0，则脉冲pi的到达时间差dtoai＝toai-toai-1(2≤i≤N)，其中toai和toai-1分别表示脉冲pi和脉冲pi-1的到达时间；
步骤2，判定当前脉冲pi与前一个脉冲pi-1的载频、脉宽和幅度是否满足设定的容差条件：
Figure BDA0002137388740000031
其中，frei、frei-1分别是脉冲pi和脉冲pi-1的载频值，Fre_Thre为设定的载频容差；pwi、pwi-1分别是脉冲pi和脉冲pi-1的脉宽值，Pw_Thre为设定的脉宽容差；ampi、ampi-1分别是脉冲pi和脉冲pi-1的幅度值，Amp_Thre为设定的幅度容差；
若公式(4)所示的条件都满足，则判定pi与pi-1的载频、脉宽和幅度满足容差条件，进入步骤3；否则，将参数i执行加一操作，再次执行步骤2；
步骤3，判定当前脉冲pi与前一个脉冲pi-1的到达时间差是否满足设定的容差条件：
若脉冲pi的到达时间差dtoai与pi-1的到达时间差dtoai-1满足条件：dtoai＜m axti_mes dto*ai-1，则判定pi与pi-1的到达时间差满足容差条件；其中max_times表示到达时间差相差的最大倍数，2＜max_times≤5；
若到达时间差满足容差条件，则进入步骤4；否则，将参数i执行加一操作，回到步骤2；
步骤4，判定脉冲pi-1是否已经属于某个特征序列，若是，进入步骤5；若不是，则将脉冲pi和pi-1标识为一个新的特征序列的头两个脉冲，将该脉冲序列标识为当前特征序列Sc，然后将参数i执行加一操作，回到步骤2；
步骤5，判定脉冲pi和pi-1是否满足公式(5)～(6)所示条件之一，若任意一个满足，则将脉冲pi加入到当前特征序列Sc中，
Figure BDA0002137388740000032
Figure BDA0002137388740000033
其中，DTOA_max表示脉冲到达时间差的最大变化范围，用百分比表示；
继续判定脉冲pi、pi-1、pi-2是否满足公式(7)所示条件
Figure BDA0002137388740000034
若满足，则当前特征序列Sc搜索结束，将脉冲pi作为一个新的特征序列的起点，并将该脉冲序列标识为当前特征序列Sc；否则，将脉冲pi加入当前特征序列Sc中；
步骤6，遍历完输入缓存中的所有脉冲，脉冲序列搜索结束，对于搜索到的每个特征序列，判定其包含的脉冲个数是否满足设定的阈值条件：
对于每个特征序列，包含的脉冲个数标识为Ns，若满足PulseNum_min≤Ns≤PulseNum_max，则判定脉冲个数满足阈值条件，PulseNum_min和PulseNum_max分别表示一个特征序列中包含脉冲个数的最小值和最大值；
输出满足脉冲个数条件的所有特征序列。

Claims (5)

1.一种脉冲缺损的雷达信号特征序列搜索方法，其特征在于：
步骤1：给定输入脉冲缓存，设共有脉冲N个，参数i为脉冲下标，1≤i≤N，计算每个脉冲pi与前一个脉冲的到达时间差dtoai；
步骤2：判定当前脉冲pi与前一个脉冲pi-1的载频、脉宽和幅度是否满足设定的容差条件，若满足则进入步骤3；否则，将参数i执行加一操作，再次执行步骤2；
步骤3：判定当前脉冲pi与前一个脉冲pi-1的到达时间差是否满足设定的容差条件，若满足则进入步骤4；否则，将参数i执行加一操作，回到步骤2；
步骤4：判定脉冲pi-1是否已经属于某个特征序列，若是，进入步骤5；若不是，则将脉冲pi和pi-1标识为一个新的特征序列Sn的头两个脉冲，将Sn标识为当前特征序列Sc，然后将参数i执行加一操作，回到步骤2；
步骤5：判定脉冲pi和pi-1是否满足公式(1)～(2)所示条件之一，若任意一个满足，则将脉冲pi加入到当前特征序列Sc中：
Figure FDA0002828433110000011
Figure FDA0002828433110000012
其中，DTOA_max表示脉冲到达时间差的最大变化范围，用百分比表示；
继续判定脉冲pi、pi-1、pi-2是否满足公式(3)所示条件：
Figure FDA0002828433110000013
若满足，则当前特征序列Sc搜索结束，将脉冲pi作为一个新的特征序列Sm的起点，并将Sm标识为当前特征序列Sc；否则，将脉冲pi加入当前特征序列Sc中；
步骤6：遍历完输入缓存中的所有脉冲，脉冲序列搜索结束，对于搜索到的每个特征序列，判定其包含的脉冲个数是否满足设定阈值条件，若满足则输出该特征序列。
2.根据权利要求1所述的一种脉冲缺损的雷达信号特征序列搜索方法，其特征在于：所述步骤1中计算每个脉冲pi，1≤i≤N，与前一个脉冲pi-1的到达时间差dtoai的方法为：将缓存中第一个脉冲p1的到达时间差置为0，则脉冲pi的到达时间差dtoai＝toai-toai-1，其中2≤i≤N，toai和toai-1分别表示脉冲pi和脉冲pi-1的到达时间。
3.据权利要求1所述的一种脉冲缺损的雷达信号特征序列搜索方法，其特征在于：所述步骤2中判定当前脉冲pi与前一个脉冲pi-1的载频、脉宽和幅度是否满足设定的容差条件的方法为：
若脉冲pi与pi-1的载频、脉宽和幅度满足如下条件：
Figure FDA0002828433110000021
则判定pi与pi-1的载频、脉宽和幅度满足容差条件；其中，frei、frei-1分别是脉冲pi和脉冲pi-1的载频值，Fre_Thre为设定的载频容差，pwi、pwi-1分别是脉冲pi和脉冲pi-1的脉宽值，Pw_Thre为设定的脉宽容差，ampi、ampi-1分别是脉冲pi和脉冲pi-1的幅度值，Amp_Thre为设定的幅度容差。
4.根据权利要求1所述的一种脉冲缺损的雷达信号特征序列搜索方法，其特征在于：所述步骤3中判定当前脉冲pi与前一个脉冲pi-1的到达时间差是否满足设定的容差条件的方法为：若脉冲pi的到达时间差dtoai与pi-1的到达时间差dtoai-1满足条件：dtoai＜max_times*dtoai-1，则判定pi与pi-1的到达时间差满足容差条件；其中max_times表示到达时间差相差的最大倍数，2＜max_times≤5。
5.根据权利要求1所述的一种脉冲缺损的雷达信号特征序列搜索方法，其特征在于：所述步骤6中判定特征序列包含的脉冲个数是否满足设定阈值条件的方法为：对于每个特征序列，包含的脉冲个数标识为Ns，若满足PulseNum_min≤Ns≤PulseNum_max，则判定脉冲个数满足事先设定阈值，其中，PulseNum_min和PulseNum_max分别表示一个特征序列中包含脉冲个数的最小值和最大值。
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