CN111856413A - 一种多辐射源干扰场景下的脉冲信号检测系统 - Google Patents

一种多辐射源干扰场景下的脉冲信号检测系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多辐射源干扰场景下的脉冲信号检测系统，涉及雷达技术领域，该系统通过幅值计算模块、两个比较器和两个连续检测模块处理得到脉冲检测标志和脉冲结束标志，有效脉冲判别模块在检测到高电平的启动标志、接收到高电平的脉冲检测标志的时刻与上一个脉冲之间的时间间隔达到预定脉冲间隔，且检测到高电平的脉冲检测标志后M点内未出现高电平的脉冲结束标志则输出高电平的前沿标志给脉冲提取模块开始提取脉冲信号直至高电平的脉冲结束标志；该系统可以保证脉冲时域分裂存在的情况下也能完整提取脉冲信号，能有效降低因叠加导致的脉冲时域分裂存在的情况下的脉冲提取不完整的问题，且能有效剔除不符合条件的干扰信号提高检测的能效。

Description

一种多辐射源干扰场景下的脉冲信号检测系统
技术领域
本发明涉及雷达技术领域，尤其是一种多辐射源干扰场景下的脉冲信号检测系统。
背景技术
现代战争中，高性能雷达对局势影响巨大，通常敌方会在高性能雷达附近设置多个辐射源系统，干扰并引偏攻击武器，达到保护雷达系统的目的。从雷达和多个辐射源的叠加信号中识别出相关目标，可以做出有效攻击。
但雷达和干扰辐射源信号叠加过程可能会造成脉冲信号的时域分裂，在检测过程中因启动检测时刻的任意性可能导致在脉冲信号中间某一位置处触发检测，导致脉冲前沿丢失，不利于识别处理，对于按波门工作的模式甚至完全得不到期望的识别效果。检测过程还伴随着干扰信号的存在，干扰也会造成错误的检测。现有检测多是单纯根据检测信噪比动态调整检测门限，需要对脉冲进一步时域处理才能剔除不符合条件的信号，传统的脉冲信号检测方法不能很好的抗脉冲时域分裂问题。
发明内容
本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种多辐射源干扰场景下的脉冲信号检测系统，本发明的技术方案如下：
一种多辐射源干扰场景下的脉冲信号检测系统，该系统包括：
幅值计算模块获取输入信号并计算得到所述输入信号的信号幅值输出给第一比较器和第二比较器；
所述第一比较器对所述信号幅值和第一检测门限进行比较并输出给第一连续检测模块，所述第一比较器在所述信号幅值大于等于所述第一检测门限时输出高电平、否则输出低电平，所述第一连续检测模块在检测到所述第一比较器连续输出N0点高电平时输出高电平的脉冲检测标志、否则输出低电平的脉冲检测标志给有效脉冲判别模块，N0为参数；
所述第二比较器对所述信号幅值和第二检测门限进行比较并输出给第二连续检测模块，所述第二比较器在所述信号幅值大于等于所述第二检测门限时输出高电平、否则输出低电平，所述第二检测门限小于所述第一检测门限，所述第二连续检测模块在检测到所述第二比较器连续输出N1点高电平时输出高电平的脉冲结束标志、否则输出低电平的脉冲结束标志给所述有效脉冲判别模块以及脉冲提取模块，N1为参数；
启动检测模块获取波门使能信号和波门信号，并在波门使能且波门信号到达时输出高电平的启动标志给所述有效脉冲判别模块；
所述有效脉冲判别模块在检测到高电平的启动标志时，若接收到高电平的脉冲检测标志的时刻与上一个脉冲之间的时间间隔达到预定脉冲间隔，且检测到高电平的脉冲检测标志后M点内未出现高电平的脉冲结束标志则输出高电平的前沿标志给所述脉冲提取模块，M为参数；
对所述输入信号延时预定时长后输入所述脉冲提取模块，所述脉冲提取模块从检测到高电平的前沿标志时开始对延时后的所述输入信号提取脉冲信号、直至检测到高电平的脉冲结束标志时停止提取脉冲信号。
其进一步的技术方案为，所述前沿标志还输出给所述启动检测模块，则所述启动检测模块在波门使能且波门信号到达时输出高电平的启动标志直至所述前沿标志为高电平，所述启动检测模块在波门未使能且所述前沿标志为低电平时输出高电平的启动标志直至所述前沿标志为高电平；
则所述有效脉冲判别模块在检测到高电平的启动标志且检测到脉冲时间间隔计数值达到脉冲时间间隔参数时确定与上一个脉冲之间的时间间隔达到预定脉冲间隔，且在每次输出高电平的前沿标志时清除所述脉冲时间间隔计数值并重新开始计数。
其进一步的技术方案为，所述脉冲时间间隔参数的取值与脉冲重频相关。
其进一步的技术方案为，所述脉冲提取模块在停止提取脉冲信号时输出高电平的脉空清零标志给所述启动检测模块，且所述启动检测模块还获取所述第一比较器输出的脉冲检测标志；
所述启动检测模块在波门使能且波门信号到达时输出高电平的启动标志直至所述脉空清零标志为高电平，所述启动检测模块在波门未使能且所述第一比较器输出低电平的脉冲检测标志时进行脉空计数，当脉空计数值达到预设的脉空参数时输出高电平的启动标志直至所述脉空清零标志为高电平；
所述有效脉冲判别模块在检测到高电平的启动标志时确定与上一个脉冲之间的时间间隔达到预定脉冲间隔。
其进一步的技术方案为，所述有效脉冲判别模块通过锁存模块输出所述前沿标志给所述脉冲提取模块，所述锁存模块在检测到所述有效脉冲判别模块输出高电平时输出高电平的前沿标志给所述脉冲提取模块并锁存，当重启控制或波门信号为高电平时清零所述前沿标志。
其进一步的技术方案为，参数M的取值与检测最小脉宽相关。
其进一步的技术方案为，所述计算得到所述输入信号的信号幅值，包括：
按照
Figure BDA0002615122790000031
或|I|+|Q|对所述输入信号进行求模得到所述输入信号的信号幅值，其中，所述输入信号为I+jQ，I为所述输入信号的实部，Q为所述输入信号的虚部。
其进一步的技术方案为，所述获取输入信号，包括：
当信噪比低于预定信噪比阈值时，获取信道化后的窄带数据作为所述输入信号；
当信噪比达到所述预定信噪比阈值时，获取模数转换器采样的宽带数据作为所述输入信号。
本发明的有益技术效果是：
本申请公开了一种多辐射源干扰场景下的脉冲信号检测系统，该系统利用脉冲时间间隔和脉空进行脉冲检测，保证脉冲时域分裂存在的情况下也能完整提取脉冲信号，能有效降低因叠加导致的脉冲时域分裂存在的情况下的脉冲提取不完整的问题，通过脉冲判断和波门，在脉冲检测时剔除不满足条件的脉冲信号，能有效剔除不符合条件的干扰信号，降低后级数据处理的压力，提高检测的能效。
附图说明
图1是本申请公开的脉冲信号检测系统的一个实施例的系统结构图。
图2是本申请公开的脉冲信号检测系统的另一个实施例的系统结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
本申请公开了一种多辐射源干扰场景下的脉冲信号检测系统，请参考图1和2，该系统主要包括：幅值计算模块、第一比较器、第二比较器、第一连续检测模块、第二连续检测模块、启动检测模块、有效脉冲判断模块以及脉冲提取模块，各模块的工作过程如下：
(1)幅值计算模块获取输入信号并计算得到输入信号的信号幅值输出给第一比较器和第二比较器。在本申请中，对于低信噪比的场景，也即当信噪比低于预定信噪比阈值时，获取信道化后的窄带数据作为输入信号。对于高信噪比的场景，也即当信噪比达到预定信噪比阈值时，获取模数转换器(ADC)采样的宽带数据作为输入信号。
输入信号可以表示为I+jQ，I为输入信号的实部，Q为输入信号的虚部，则在计算信号幅值时，可以通过
Figure BDA0002615122790000041
计算信号的准确求模结果作为其信号幅值，也可以通过|I|+|Q|计算信号的简单求模结果作为其信号幅值。
(2)第一比较器获取第一检测门限A0，第一比较器对信号幅值和第一检测门限A0进行比较并输出给第一连续检测模块。第一比较器在信号幅值大于等于第一检测门限A0时输出高电平、否则输出低电平。
(3)第二比较器获取第二检测门限A1，第二比较器对信号幅值和第二检测门限A1进行比较并输出给第二连续检测模块，第二比较器在信号幅值大于等于第二检测门限A1时输出高电平、否则输出低电平，第二检测门限A1小于第一检测门限A0，通常可以取第二检测门限A1为第一检测门限A0的一半。
(4)第一连续检测模块在检测到第一比较器连续输出N0点高电平时输出高电平的脉冲检测标志Flag1、否则输出低电平的脉冲检测标志Flag1给有效脉冲判别模块，N0为参数。
(5)第二连续检测模块在检测到第二比较器连续输出N1点高电平时输出高电平的脉冲结束标志End_Flag、否则输出低电平的脉冲结束标志End_Flag给有效脉冲判别模块以及脉冲提取模块，N1为参数。
(6)启动检测模块获取波门使能信号τ_EN和波门信号τ，并在波门使能且波门信号到达时输出高电平的启动标志Run给有效脉冲判别模块。
(7)有效脉冲判断模块获取脉宽参数PW0，有效脉冲判别模块在检测到高电平的启动标志Run时，若确定接收到高电平的脉冲检测标志Flag1的时刻与上一个脉冲之间的时间间隔达到预定脉冲间隔，且检测到高电平的脉冲检测标志Flag1后M点内未出现高电平的脉冲结束标志End_Flag则输出高电平的前沿标志Qy给脉冲提取模块。其中，M为参数且根据脉宽参数PW0确定，脉宽参数PW0根据检测的最小脉宽确定。
在实际实现时，有效脉冲判别模块通过锁存模块输出前沿标志Qy给脉冲提取模块，有效脉冲判别模块在检测到高电平的启动标志Run、且确定接收到高电平的脉冲检测标志Flag1的时刻与上一个脉冲之间的时间间隔达到预定脉冲间隔、且检测到高电平的脉冲检测标志Flag1后M点内未出现高电平的脉冲结束标志End_Flag时输出高电平的Qy_Flag给锁存模块，否则丢弃并重新检测。锁存模块在检测到有效脉冲判别模块输出高电平的Qy_Flag时输出高电平的前沿标志Qy给脉冲提取模块并锁存，当重启控制Restart或波门信号τ为高电平时清零前沿标志Qy。
(8)输入信号延时预定时长后输入脉冲提取模块，脉冲提取模块从检测到高电平的前沿标志Qy时开始对延时后的输入信号提取脉冲信号、直至检测到高电平的脉冲结束标志End_Flag时停止提取脉冲信号，从而完成脉冲信号检测。在本申请中，对输入信号的延时的预定时长根据检测过程所需时间长度确定，延时量大小应保证脉冲信号提取正确，延时量过大过小都是不合适的，延时量过大，延时所需数据存储资源多，延时量小，脉冲信号将不完整。
在本申请中，判断与上一个脉冲之间的时间间隔是否达到预定脉冲间隔有两种不同的方式，由此导致系统的结构也有所差异，主要表现在启动检测模块和有效脉冲判断模块的差异性上，本申请分别对这两种情况进行介绍：
第一种情况：前沿标志Qy还输出给启动检测模块，则如图1所示，启动检测模块除了获取波门使能信号τ_EN和波门信号τ之外还获取前沿标志Qy。则启动检测模块在波门使能且波门信号到达时输出高电平的启动标志Run直至前沿标志Qy为高电平，启动检测模块在波门未使能且前沿标志Qy为低电平时输出高电平的启动标志Run直至前沿标志Qy为高电平。
则在这种情况中，有效脉冲判别模块除了获取脉宽参数PW0之外还获取到脉冲时间间隔参数T0，如图1所示，有效脉冲判别模块在检测到高电平的启动标志Run且检测到脉冲时间间隔计数值达到脉冲时间间隔参数T0时确定与上一个脉冲之间的时间间隔达到预定脉冲间隔，同时再判断脉冲检测标志Flag1为高电平后的M点内是否出现高电平的脉冲结束标志End_Flag。每次输出高电平的前沿标志Qy时清除脉冲时间间隔计数值并重新开始计数。其中，脉冲时间间隔参数T0的取值与脉冲重频相关，比如上限40kHz重频，两次触发时长应大于等于20μs。
第二种情况，如图2所示，脉冲提取模块在停止提取脉冲信号时输出高电平的脉空清零标志Clear给启动检测模块，同时启动检测模块还获取脉空参数TN，且启动检测模块还连接第一比较器的输出端获取第一比较器输出的脉冲检测标志Flag1。则在这种情况中，启动检测模块除了获取波门使能信号τ_EN和波门信号τ之外还获取脉空清零标志Clear和脉空参数TN。
启动检测模块在波门使能且波门信号到达时输出高电平的启动标志Run直至脉空清零标志Clear为高电平。启动检测模块在波门未使能且第一比较器输出低电平的脉冲检测标志Flag1时进行脉空计数，当脉空计数值达到预设的脉空参数TN时输出高电平的启动标志Run直至脉空清零标志Clear为高电平。
则在这种情况中，当有效脉冲判别模块在检测到高电平的启动标志Run时即确定与上一个脉冲之间的时间间隔达到预定脉冲间隔。
以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多辐射源干扰场景下的脉冲信号检测系统，其特征在于，所述系统包括：
幅值计算模块获取输入信号并计算得到所述输入信号的信号幅值输出给第一比较器和第二比较器；
所述第一比较器对所述信号幅值和第一检测门限进行比较并输出给第一连续检测模块，所述第一比较器在所述信号幅值大于等于所述第一检测门限时输出高电平、否则输出低电平，所述第一连续检测模块在检测到所述第一比较器连续输出N0点高电平时输出高电平的脉冲检测标志、否则输出低电平的脉冲检测标志给有效脉冲判别模块，N0为参数；
所述第二比较器对所述信号幅值和第二检测门限进行比较并输出给第二连续检测模块，所述第二比较器在所述信号幅值大于等于所述第二检测门限时输出高电平、否则输出低电平，所述第二检测门限小于所述第一检测门限，所述第二连续检测模块在检测到所述第二比较器连续输出N1点高电平时输出高电平的脉冲结束标志、否则输出低电平的脉冲结束标志给所述有效脉冲判别模块以及脉冲提取模块，N1为参数；
启动检测模块获取波门使能信号和波门信号，并在波门使能且波门信号到达时输出高电平的启动标志给所述有效脉冲判别模块；
所述有效脉冲判别模块在检测到高电平的启动标志时，若接收到高电平的脉冲检测标志的时刻与上一个脉冲之间的时间间隔达到预定脉冲间隔，且检测到高电平的脉冲检测标志后M点内未出现高电平的脉冲结束标志则输出高电平的前沿标志给所述脉冲提取模块，M为参数；
对所述输入信号延时预定时长后输入所述脉冲提取模块，所述脉冲提取模块从检测到高电平的前沿标志时开始对延时后的所述输入信号提取脉冲信号、直至检测到高电平的脉冲结束标志时停止提取脉冲信号。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述前沿标志还输出给所述启动检测模块，则所述启动检测模块在波门使能且波门信号到达时输出高电平的启动标志直至所述前沿标志为高电平，所述启动检测模块在波门未使能且所述前沿标志为低电平时输出高电平的启动标志直至所述前沿标志为高电平；
则所述有效脉冲判别模块在检测到高电平的启动标志且检测到脉冲时间间隔计数值达到脉冲时间间隔参数时确定与上一个脉冲之间的时间间隔达到预定脉冲间隔，且在每次输出高电平的前沿标志时清除所述脉冲时间间隔计数值并重新开始计数。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述脉冲时间间隔参数的取值与脉冲重频相关。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述脉冲提取模块在停止提取脉冲信号时输出高电平的脉空清零标志给所述启动检测模块，且所述启动检测模块还获取所述第一比较器输出的脉冲检测标志；
所述启动检测模块在波门使能且波门信号到达时输出高电平的启动标志直至所述脉空清零标志为高电平，所述启动检测模块在波门未使能且所述第一比较器输出低电平的脉冲检测标志时进行脉空计数，当脉空计数值达到预设的脉空参数时输出高电平的启动标志直至所述脉空清零标志为高电平；
所述有效脉冲判别模块在检测到高电平的启动标志时确定与上一个脉冲之间的时间间隔达到预定脉冲间隔。
5.根据权利要求1-4任一所述的系统，其特征在于，所述有效脉冲判别模块通过锁存模块输出所述前沿标志给所述脉冲提取模块，所述锁存模块在检测到所述有效脉冲判别模块输出高电平时输出高电平的前沿标志给所述脉冲提取模块并锁存，当重启控制或波门信号为高电平时清零所述前沿标志。
6.根据权利要求1-4任一所述的系统，其特征在于，参数M的取值与检测最小脉宽相关。
7.根据权利要求1-4任一所述的系统，其特征在于，所述计算得到所述输入信号的信号幅值，包括：
按照
Figure FDA0002615122780000021
或|I|+|Q|对所述输入信号进行求模得到所述输入信号的信号幅值，其中，所述输入信号为I+jQ，I为所述输入信号的实部，Q为所述输入信号的虚部。
8.根据权利要求1-4任一所述的系统，其特征在于，所述获取输入信号，包括：
当信噪比低于预定信噪比阈值时，获取信道化后的窄带数据作为所述输入信号；
当信噪比达到所述预定信噪比阈值时，获取模数转换器采样的宽带数据作为所述输入信号。
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