CN111123216A - 一种基于雷达信号直方图的频率引导方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于雷达信号直方图的频率引导方法，包括根据雷达信号建立频率直方图；分别为待提取的固定信号和捷变信号设定不同的变化范围；对待提取固定信号和捷变信号进行频率引导，本发明能够实时处理复杂环境下的分选结果，对压制式干扰设备进行正确的频率引导；并且通过改进频率交迭窗，有效的处理捷变信号，便于工程实现。

Description

一种基于雷达信号直方图的频率引导方法

技术领域

本发明属于电子对抗技术领域，尤其涉及一种基于雷达信号直方图的频率引导方法。

背景技术

雷达有源干扰分为压制性干扰与欺骗性干扰。压制式干扰指在雷达接收机中干扰背景与目标回波叠加在一起，使雷达难从中检测目标信息，也称为遮盖性干扰。

压制式干扰是雷达有源干扰最常用的方法，压制式干扰的主要优点是：除了需要知道敌雷达的频率范围外无需了解雷达的其它参数特性，干扰设备比较简单，对传统的雷达干扰效果好。雷达干扰的基本资源主要分为引导式、转发式与合成式等三类干扰资源，得到干扰信号的频率范围在有源压制性干扰中至关重要。传统压制式干扰频率引导的频率信息获取主要基于雷达脉冲流的统计结果和基于单次分选的频率信息结果。基于脉冲流的统计结果方法是从脉冲中统计频率信息，该方法优点是速度快，缺点是获取的频率信息不够稳定，容易出现频率跳变。基于单次单次分选的频率信息结果方法是从分选结果中获取频率信息，该方法相比基于脉冲流的统计方法频率稳定性有所增加，但是在复杂电磁环境中分选结果本身很容易出现信号增批，尤其对于频率捷变信号，很难从分选结果中获取稳定的频率引导信息。在实际干扰应用中，经常会有多种对抗设备参与对抗，如何融合多种对抗设备数据结果更有效的对抗，也是我们要解决的问题。在实际系统中，如何确保压制式干扰的实时性和复杂环境下频率引导的可靠性，这是非常困难的任务。因此亟须一种实时性好稳定性高的频率引导方法。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于雷达信号直方图的频率引导方法，能够提高频率引导的可靠性。

本发明所采用的技术方案如下：

提供了一种基于雷达信号直方图的频率引导方法，包括：根据雷达信号建立频率直方图；

分别为待提取的固定信号和捷变信号设定不同的变化范围

对待提取固定信号和捷变信号进行频率引导。

采用下述方法提取频率引导信息：

将频率直方图中各频率交迭箱的每个箱中值分别与判别门限(根据经验设定)相比较：若不存在超过判别门限的箱中值，则进行下一接收数据的处理否则，采用超过判别门限的峰值对应的频率值作为可能的频率引导信号；

若成功查找到频率引导信号则进行频率引导信息判断，判断当前频率信息与上一次的频率引导信息参数是否有变化，满足频率引导条件则进行频率引导，否则，不进行频率引导。

进一步的，所述对待提取固定信号和捷变信号进行频率引导方法包括如下步骤：

步骤1)，初始化：把待提取信号所属区间分为K个频率交迭箱，每个频率交迭箱中统计N个时间间隔的频率统计值，初始化每个频率交迭箱的箱中值D_ln＝0，l＝1～K-1，l为频率交迭箱索引，n＝0～N；n为时间间隔序数；

步骤2)根据输入的信号类型和信号频率f计算频率上、下限，频率下限f₁＝f-ε/2，频率上限f₂＝f+ε/2，ε为统计信号的捷变范围，固定信号和捷变信号提取时频率捷变范围设置不同；

步骤3)计算频率交迭箱的索引下限l₁＝(f₁-f_min)/Δf，计算频率交迭箱的上限l₂＝(f₂-f_min)/Δf，其中Δf＝(f_max-f_min)/K，Δf为频率的变化量，固定信号和捷变信号提取时频率变化范围设置不同，其中f_max为频率最大值，f_min为频率最小值；

步骤4)l＝l₁～l₂，D_l0＝D_l0+1；l为频率交迭箱的索引，D_l0为第l个频率交迭箱的当前时刻的统计值；

步骤5)，固定间隔时间统计N个时间间隔的频率统计值，n＝1～N-1，D_ln＝D_l(n-1)，D_l0＝0；n＝0～N-1，D_lN＝D_lN+D_ln；

步骤6)，把直方图中D_lN的每个频率交迭箱的值与判别门限比较，对超过门限的频率交迭箱最大箱中值所对应的频率交迭箱附近的箱中值执行清零，清零后查找下一个最大值；

步骤7)，频率引导，如果成功搜索到信号，则进行频率引导信息判断，判断当前频率信息与上一次的频率引导信息参数是否有变化，若信息参数没有变化，则进行频率引导。

进一步的，所述交迭箱中心位置D_i算法为：

第i个频率交迭箱的宽度为b_i＝ε。

进一步的，所述判别门限采用固定值。

进一步的，所述步骤6)中最大值查找方法包括：

找到过门限的峰值；

查找不小于峰值预设比例的直方图点；

取超过峰值预设比例的直方图点频率交迭箱的最小频率值和最大频率值的平均值为频率引导值。

进一步的，固定信号的频率交迭箱宽度与捷变信号的频率交迭箱宽度不同。

有益效果：本发明能够实时处理复杂环境下的分选结果，对压制式干扰设备进行正确的频率引导；并且通过改进频率交迭窗，有效的处理捷变信号，便于工程实现。

附图说明

图1是本发明一种基于雷达信号直方图的频率引导方法的流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。

本发明实施例提供的基于雷达信号直方图的频率引导方法，首先从雷达信号的数据流中提取频率信息建立频率直方图，然后定时对频率直方图进行统计查找最大值，对满足频率引导条件的频率信息进行频率引导。

频率直方图建立采用交迭频率箱的思想，对固定信号和捷变信号取不同的宽度建立不同的频率交迭箱。

本实施例中的方法，包括如下步骤：

步骤1)，初始化，把需要研究的频率区间分为K个箱，每个箱中统计第N个时间间隔的频率统计值，初始化每个频率交迭箱的箱中值D_ln＝0，l＝0～K-1，n＝0～N；

步骤2)，根据输入的信号类型和信号频率f计算频率上下限，下限f₁＝f-ε/2，上限f₂＝f+ε/2，ε为统计信号的变化范围，固定信号和捷变信号提取时频率变化范围设置不同；

步骤3)，计算频率交迭箱的下限l₁＝(f₁-f_min)/Δf，计算频率交迭箱的上限l₂＝(f₂-f_min)/Δf，其中Δf＝(f_max-f_min)/K，ε为统计信号的捷变范围，固定信号和捷变信号提取时频率变化范围设置不同，其中f_max为频率最大值，f_min为频率最小值；

步骤4)，l＝l₁～l₂，D_l0＝D_l0+1；l为频率交迭箱的索引，D_l0为第l个频率交迭箱的当前时刻的统计值；

步骤5)，固定间隔时间统计N个时间间隔的频率统计值，n＝1～N-1，D_ln＝D_l(n-1)，D_l0＝0；n＝0～N-1，D_1N＝D_1N+D_ln，n为时间间隔序数；

步骤6)，把直方图中每个箱的值与判别门限比较，对超过门限的频率交迭箱最大箱中值所对应的频率交迭箱附近(附近的范围根据经验值选取)的箱中值执行清零操作，清零后查找下一个最大值；

步骤7)，频率引导，如果成功搜索到信号，则进行频率引导信息判断，判断当前频率信息与上一次的频率引导信息参数是否有变化，满足频率引导条件则进行频率引导。

本实施例中，第i个频率交迭箱箱的中心位置为：

第i个频率交迭箱的宽度b_i＝ε，ε为信号的变化范围，固定信号ε取值为10MHz，捷变信号ε取值300MHz。

本实施例中，判别门限取固定值5，统计时间为5s。具体数值可以根据实际的对抗环境调整。

本实施例中，频率直方图中频率最大值查找方法为：找到过门限的峰值，峰值附近查找不小于门限的直方图点；取最大频率交迭箱箱中值对应的频率值和最小频率交迭箱箱中值对应的频率值的平均值为频率引导值。

本实施例的使用场景包括3个电子干扰设备和1个电子侦察设备，4个设备定时100ms输出信号，4路输出信号作为频率引导方法的输入。

首先产生1个频率固定和1个频率捷变信号，固定信号频率为RF₁＝9800MHz，捷变信号中心频率为RF₃＝10150MHz，捷变范围为300MHz。干扰设备1输出1个固定信号和1个捷变信号，固定信号频率为9800MHz，捷变信号频率为10050MHz～10250；干扰设备2输出1个固定信号和1个捷变信号，固定信号频率为9800MHz，捷变信号频率为10000MHz～10200；干扰设备3输出1个捷变信号，捷变信号频率为10100MHz～10300；电子侦察设备输出1个固定信号和1个捷变信号，固定信号频率为9800MHz，捷变信号频率为10000MHz～10300。对处理结果进行频率直方图统计，步骤1)固定信号ε取值为10MHz，捷变信号ε取值300MHz，按照步骤1)～步骤4)的顺序进行频率直方图建立；

频率直方图建立后，按步骤5)和步骤6)，进行频率统计，得到频率引导信息；

按步骤7)，进行频率引导，对满足频率引导条件的频率信息进行频率引导。

上述频率统计的时间为5s，门限取固定值5。

实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于雷达信号直方图的频率引导方法，其特征在于，包括：

根据雷达信号建立频率直方图；

分别为待提取的固定信号和捷变信号设定不同的变化范围；

对待提取固定信号和捷变信号进行频率引导。

2.根据权利要求1所述的一种基于雷达信号直方图的频率引导方法，其特征在于，所述对待提取固定信号和捷变信号进行频率引导方法包括如下步骤：

步骤1)，初始化：把待提取信号所属区间分为K个频率交迭箱，每个频率交迭箱中统计N个时间间隔的频率统计值，初始化每个频率交迭箱的箱中值D_ln＝0，l＝1～K-1，l为频率交迭箱索引，n＝0～N；n为时间间隔序数；

步骤2)根据输入的信号类型和信号频率f计算频率上、下限，频率下限f₁＝f-ε/2，频率上限f₂＝f+ε/2，ε为统计信号的捷变范围，固定信号和捷变信号提取时频率捷变范围设置不同；

步骤3)计算频率交迭箱的索引下限l₁＝(f₁-f_min)/Δf，计算频率交迭箱的上限l₂＝(f₂-f_min)/Δf，其中Δf＝(f_max-f_min)/K，Δf为频率的变化量，固定信号和捷变信号提取时频率变化范围设置不同，其中f_max为频率最大值，f_min为频率最小值；

步骤4)l＝l₁～l₂，D_l0＝D_l0+1；l为频率交迭箱的索引，D_l0为第l个频率交迭箱的当前时刻的统计值；

步骤5)，固定间隔时间统计N个时间间隔的频率统计值，n＝1～N-1，D_ln＝D_l(n-1)，D_l0＝0；n＝0～N-1，D_lN＝D_lN+D_ln；

步骤6)，把直方图中D_lN的每个频率交迭箱的值与判别门限比较，对超过门限的频率交迭箱最大箱中值所对应的频率交迭箱附近的箱中值执行清零，清零后查找下一个最大值；

步骤7)，频率引导，如果成功搜索到信号，则进行频率引导信息判断，判断当前频率信息与上一次的频率引导信息参数是否有变化，若信息参数没有变化，则进行频率引导。

3.根据权利要求2所述的一种基于雷达信号直方图的频率引导方法，其特征在于，所述交迭箱中心位置D_i算法为：

第i个频率交迭箱的宽度为b_i＝ε。

4.根据权利要求3所述的一种基于雷达信号直方图的频率引导方法，其特征在于，所述判别门限采用固定值。

5.根据权利要求3所述的一种基于雷达信号直方图的频率引导方法，其特征在于，所述步骤6)中最大值查找方法包括：

找到过门限的峰值；

查找不小于峰值预设比例的直方图点；

取超过峰值预设比例的直方图点频率交迭箱的最小频率值和最大频率值的平均值为频率引导值。

6.根据权利要求2所述的一种基于雷达信号直方图的频率引导方法，其特征在于，固定信号的频率交迭箱宽度与捷变信号的频率交迭箱宽度不同。

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