CN112198481B - 一种脉冲丢失混叠情况下的pri抖动雷达信号分选方法 - Google Patents

一种脉冲丢失混叠情况下的pri抖动雷达信号分选方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112198481B
CN112198481B CN202011072664.0A CN202011072664A CN112198481B CN 112198481 B CN112198481 B CN 112198481B CN 202011072664 A CN202011072664 A CN 202011072664A CN 112198481 B CN112198481 B CN 112198481B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pri
pulse
overlapping
box
radar
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011072664.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112198481A (zh
Inventor
张春杰
刘俞辰
司伟建
曲志昱
邓志安
侯长波
汲清波
张悦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Engineering University
Original Assignee
Harbin Engineering University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Engineering University filed Critical Harbin Engineering University
Priority to CN202011072664.0A priority Critical patent/CN112198481B/zh
Publication of CN112198481A publication Critical patent/CN112198481A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112198481B publication Critical patent/CN112198481B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28—Details of pulse systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种脉冲丢失混叠情况下的PRI抖动雷达信号分选方法，能够在脉冲丢失混叠等情况下，分选抖动雷达信号，判断抖动信号抖动率，完成对抖动雷达信号的搜索与提取。本发明改进PRI交叠箱结构，利用多级箱结构提高脉冲丢失混叠情况下的抖动信号检测能力；通过对多级箱PRI变换结果以及箱内脉冲对个数曲线分析，实现对抖动信号抖动率进行判断，提升信号分析能力；结合PRI估计值与抖动率，利用相关性判断置信度，分情况提取脉冲序列，有效降低电磁空间复杂度。可证明该方法分选算法性能良好，易于工程实现。

Description

一种脉冲丢失混叠情况下的PRI抖动雷达信号分选方法
技术领域
本发明涉及一种PRI抖动雷达信号分选方法，特别是一种脉冲丢失混叠情况下的PRI抖动雷达信号分选方法，属于雷达信号处理领域。
背景技术
随着雷达技术的迅猛发展，雷达信号密度剧增至每秒千万级别，表现为雷达信号脉冲序列具有相近的频率、脉宽、幅度以及脉内调制类型，在时域上高度混叠。雷达新技术的应用使得接收机在实际截获雷达辐射源信号时易产生脉冲丢失现象，导致信号峰值减弱，信号无法被检测到，产生子谐波问题。抖动雷达信号是雷达信号分选中常见的信号PRI调制类型，由于抖动雷达信号特点，普通算法难以对其进行有效提取，而大抖动雷达信号的应用，如50％抖动雷达信号，则进一步加大了抖动雷达信号的提取难度。
对于未知雷达信号脉冲序列，通常先经过多参数聚类，对脉冲序列进行预分选，再使用基于PRI的单参数分选方法，估计出雷达信号PRI，依据PRI对其进行搜索，将搜索到的信号提取，从而降低当前电磁环境的复杂度。如何在脉冲丢失混叠的情况下探测到信号，准确估计PRI，以及面对未知范围抖动的雷达信号如何搜索提取是亟需解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是提供一种脉冲丢失混叠情况下的PRI抖动雷达信号分选方法，利用多级箱结构提高脉冲丢失混叠情况下的抖动信号检测能力，可在两部50％抖动雷达信号高度混叠情况下，完成对二者的分选；通过对多级箱PRI变换结果以及箱内脉冲对个数曲线分析，实现对抖动信号抖动率进行判断，提升信号分析能力；结合PRI估计值与抖动率，利用相关性判断置信度分情况提取脉冲序列，有效降低电磁空间复杂度。
为解决上述技术问题，本发明的一种脉冲丢失混叠情况下的PRI抖动雷达信号分选方法，包括以下步骤：
步骤1：给定抖动信号输入脉冲缓存，初始化离散形式PRI变换法，分别建立不同交叠率下的PRI箱，确定PRI箱中心以及各交叠率下的PRI箱宽度；
步骤2：对输入的抖动信号脉冲进行离散形式PRI变换，依次判断脉冲对的到达时间差是否在各PRI箱范围内，若进入范围内，则进行PRI变换；
步骤3：依据参数以及观察时间原则、消除子谐波原则和消除噪声原则设定门限，针对第L个位置交叠箱的门限设置选取三者中的最大值，则第L个交叠箱门限设置其中α,β,γ为人为设定的门限设定参数，T为雷达观察时间，kL为第L个箱中心位置，CL为标记脉冲流数组中的第L个位置元素，N为当前环境雷达脉冲总数，b为基本箱宽度；门限设定参数随算法运行状态而动态改变；
步骤4：搜索PRI变换结果中超过门限部分的极大值，若在设定间距内存在多个极大值，取最大者；
步骤5：在PRI变换结果中第一个抖动雷达信号中心PRI值位置处生成设定数量的不同交叠率交叠箱，进行PRI变换，同时记录进入箱内的脉冲对个数，通过二者变化规律判断该雷达信号的抖动率；
步骤6：通过步骤4得到的抖动信号PRI中心值以及步骤5得到的抖动信号抖动率，利用级差直方图判断搜索起点，并进行粗搜索判断该雷达是否存在；
步骤7：依据估计的雷达PRI值以及抖动率从搜索起点处对该雷达进行搜索，当在预定范围内未搜索到雷达脉冲时，将在下一次搜索时扩大范围，利用相关性分情况依据置信度对脉冲序列进行提取；
步骤8：若脉冲空间内脉冲数超过给定阈值，则回到步骤2，当脉冲空间内脉冲低于给定阈值或无超过门限的极大值点，输出搜索到的各雷达信号相关信息。
本发明还包括：
1.步骤1中确定各交叠率下的PRI箱宽度具体为：PRI箱宽度由基本箱宽度与箱中心交叠宽度二者之间的较大值决定，基本箱宽度b＝(PRImax-PRImin)/K，其中PRImax PRImin分别为设定分选PRI范围的最大值、最小值，K为各交叠率下的PRI箱个数，箱中心交叠宽度由箱中心位置kL与箱交叠率εi共同决定，其中第L个箱中心位置kL＝(L-1/2)·(PRImax-PRImin)/K+PRImin，则以箱交叠率εi构建的第L个PRI箱宽度biL＝max([b,2εikL])。
2.步骤2具体为：
步骤2-1：初始化定义n＝2，m＝1，定义到达时间差τ＝tn-tm；
步骤2-2：判断到达时间差τ是否在预设的PRI范围内，若不在，则在m＜n-1时，m+1再进行判断，直至m＝n-1，当m＝n-1时，令m＝1，n+1重新进行本步骤，n+1最大值为脉冲个数；若到达时间差τ在预设的PRI范围内，则从交叠率为ε1的第一个交叠箱开始，遍历各箱；
步骤2-3：首先判断到达时间差τ是否在第L个以ε1交叠率构建的交叠箱范围内，若在其中，则将标记脉冲流数组中的第L个位置CL加一，并判断标记时间起点数组的第L个位置是否为0，若不为0，则不做处理；若为0，则将该位置标记为时间起点Ok，在标记时间起点数组相应位置置1；
步骤2-4：计算相位值，利用公式η0＝(tn-Ok)/τ求得相位η0，其中当相位η0符合设定阈值范围时，令当前tn作为时间起点；
步骤2-5：进行PRI变换，对PRI变换数组Dk进行更新，DL＝DL+exp(2πiη)，其中DL为L位置PRI变换数组元素，i为虚数单位，η为步骤2-4后重新计算的相位值；
步骤2-6：按照步骤2-3至2-5，遍历L位置的所有交叠箱后，L＝L+1。
3.步骤5具体为：
步骤5-1：以第一个估计PRI所在位置为中心，建立多个交叠率递增的交叠箱，以最大的交叠箱宽度为范围进行PRI变换，同时记录各箱内进入的脉冲对个数；
步骤5-2：对得到的各箱PRI变换结果以及各箱脉冲对个数结果进行平滑处理，求二者的二阶导结果；
步骤5-3：依据二者的二阶导结果，分别寻找二者中变化率最大的交叠箱，若该交叠箱对应一阶导结果为负，则舍弃该箱，重新寻找变化率最大的交叠箱，若两交叠箱交叠率差值在设定阈值内，取两交叠箱交叠率平均值作为该雷达抖动率，否则，取两交叠箱中变化率最大的交叠箱交叠率作为该雷达抖动率。
4.步骤6具体为：
步骤6-1：建立差直方图，从一级差直方图开始依据得出的第一部雷达PRI估计值以及其抖动率，在直方图中寻找其搜索起点，如本级差直方图未搜索成功，进行下一级直方图，超过设定级数则停止；
步骤6-2：从可能的搜索起点开始搜索是否存在设定数量的连续的本雷达脉冲，若搜索成功则判定本雷达存在，将此搜索起点作为正式搜索起点，若均未搜索成功，则调低所需搜索雷达连续个数。
5.步骤7中利用相关性分情况依据置信度对脉冲序列进行提取具体为：当范围内存在多个脉冲且交叠程度低于阈值时，提取与预计脉冲位置最接近的脉冲，当交叠程度超过等于阈值时，对范围内与预计脉冲位置最远脉冲进行提取。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.改进原有PRI交叠箱结构，利用多级箱特点提高脉冲丢失混叠情况下的抖动信号检测能力，使其可在两部50％抖动雷达信号高度混叠的情况下，完成对二者的检测分选。
2.发明抖动雷达信号抖动率判断方法，通过对多级箱PRI变换结果以及脉冲个数曲线分析，实现对抖动信号抖动率进行判断，提升信号分析能力。
3.发明适用抖动雷达信号的脉冲提取方法，依据雷达信号抖动率，配合相关性置信度，区分情况对抖动信号进行分选，降低提取失误对其余信号影响，从而有效搜索提取抖动雷达信号。
附图说明
图1是本发明方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式做进一步说明。
本发明在PRI交叠箱结构上改进，利用多级箱结构提高脉冲丢失混叠情况下的抖动信号检测能力，发明抖动雷达信号抖动率判断方法，依据雷达信号抖动率，配合相关性置信度有效搜索提取抖动雷达信号。
结合图1，本发明是这样实现的：
步骤1：给定抖动信号输入脉冲缓存，初始化离散形式PRI变换法，建立多组不同交叠率下的PRI箱(如3组，交叠率分别为5％，10％，15％)，确定PRI箱中心以及各交叠率下的PRI箱宽度；
步骤2：对输入的抖动信号脉冲进行离散形式PRI变换，依次判断脉冲对的到达时间差是否在各PRI箱范围内，若进入范围内，则进行PRI变换；
步骤3：依据参数以及观察时间原则、消除子谐波原则和消除噪声原则设定相关门限，门限设定参数随算法运行状态而动态改变；
步骤4：搜索PRI变换结果中超过门限部分的极大值，若在设定间距内存在多个极大值，取最大者；
步骤5：在PRI变换结果中第一个抖动雷达信号中心PRI值位置处生成设定个数的不同交叠率交叠箱，进行PRI变换，同时记录进入箱内的脉冲对个数，通过二者变化规律判断该雷达信号的抖动率；
步骤6：通过步骤4得到的抖动信号PRI中心值以及步骤5得到的抖动信号抖动率，利用级差直方图判断搜索起点，并进行粗搜索判断该雷达是否存在；
步骤7：依据估计的雷达PRI值以及抖动率从搜索起点处对该雷达进行搜索，当在预定范围内未搜索到雷达脉冲时，将在下一次搜索时扩大范围，利用相关性分情况依据置信度对脉冲序列进行提取；
步骤8：若脉冲空间内脉冲数超过阈值，则回到步骤2，当脉冲空间内脉冲低于阈值或无超过门限的极大值点，输出搜索到的各雷达信号相关信息。
本发明还包括这样一些结构特征：
步骤1中初始化多组不同交叠率的PRI箱，如应对正常抖动信号，初始化5％、10％以及15％交叠率的PRI箱各K个，而应对超大抖动信号，初始化30％、40％以及50％交叠率的PRI箱各K个。初始化PRI变换数组、标记脉冲流数组、时间起点数组、标记时间起点数组以及各交叠率的交叠箱PRI变换记录数组，各数组初始值均为0，数组长度均为K，计算各箱中心以及各箱宽度，PRI交叠箱宽度由基本箱宽度与箱中心交叠宽度二者之间的较大值决定，基本箱宽度b＝(PRImax-PRImin)/K，其中PRImax PRImin分别为设定分选PRI范围的最大最小值，箱中心抖动值由箱中心位置kL与箱交叠率εi共同决定，其中第L个箱中心位置kL＝(L-1/2)·(PRImax-PRImin)/K+PRImin，则以箱交叠率εi构建的第L个交叠箱宽度biL＝max([b,2εikL])。
步骤2具体包括：
步骤2-1：初始化定义n＝2，m＝1，定义到达时间差τ＝tn-tm；
步骤2-2：判断到达时间差τ是否在预设的PRI范围内，若不在，则在m＜n-1时，m+1再进行判断，直至m＝n-1，当m＝n-1时，令m＝1，n+1重新进行本步骤，n+1最大值为脉冲个数；若到达时间差τ在预设的PRI范围内，则从交叠率为ε1的第一个交叠箱开始，遍历各箱；
步骤2-3：首先判断到达时间差τ是否在第L个以ε1交叠率构建的交叠箱范围内，若在其中，则将标记脉冲流数组中的第L个位置CL加一，并判断标记时间起点数组的第L个位置是否为0，若不为0，则不做处理；若为0，则将该位置标记为时间起点Ok，在标记时间起点数组相应位置置1；
步骤2-4：计算相位值，利用公式η0＝(tn-Ok)/τ求得相位η0，其中当相位η0符合设定阈值范围时，令当前tn作为时间起点；
步骤2-5：进行PRI变换，对PRI变换数组Dk进行更新，DL＝DL+exp(2πiη)，其中DL为L位置PRI变换数组元素，i为虚数单位，η为步骤2-4后，重新计算的相位值；
步骤2-6：判断到达时间差τ是否进入第L个以ε2交叠率构建的交叠箱范围内，再进行步骤2-3、步骤2-4以及步骤2-5，之后判断其是否进入第L个以ε3交叠率构建的交叠箱范围内，以此类推，当遍历L位置的所有交叠箱后，L＝L+1。
步骤3中门限设置应遵循观察时间原则、消除子谐波原则以及消除噪声原则，针对第L个位置交叠箱的门限设置应选取三者中的最大值，则第L个交叠箱门限设置随着算法已搜寻雷达个数的增加，α,β,γ逐渐减少；
其中α,β,γ为人为设定参数(如α＝0.34，β＝0.17，γ＝3)，与步骤2交叠箱交叠率个数相关，T为雷达观察时间，kL为第L个箱中心位置，CL为标记脉冲流数组中的第L个位置元素，N为当前环境雷达脉冲总数，b为基本箱宽度。
步骤4中在PRI变换数组中超过门限部分进行峰值搜索，设定范围(如20个箱)，若设定范围内存在多个极大值，取其中最大值所对应的箱中心点作为估计PRI。
步骤5具体包括：
步骤5-1：以第一个估计PRI所在位置为中心，建立多个交叠率递增的交叠箱(如30个交叠箱，交叠率从1％递增至30％)，以最大的交叠箱宽度为范围进行PRI变换，同时记录各箱内进入的脉冲对个数；
步骤5-2：对得到的各箱PRI变换结果以及各箱脉冲对个数结果进行平滑处理，求二者的二阶导结果；
步骤5-3：依据二者的二阶导结果，分别寻找二者中变化率最大的交叠箱，若该交叠箱对应一阶导结果为负，则舍弃该箱，重新寻找变化率最大的交叠箱，若两交叠箱交叠率差值在设定阈值内，取两交叠箱交叠率平均值作为该雷达抖动率，否则，取两交叠箱中变化率最大的交叠箱交叠率作为该雷达抖动率。
步骤6具体包括：
步骤6-1：建立差直方图，从一级差直方图开始依据得出的第一部雷达PRI估计值以及其抖动率，在直方图中寻找其搜索起点，如本级差直方图未搜索成功，进行下一级直方图，超过设定级数则停止；
步骤6-2：从可能的搜索起点开始搜索是否存在多个连续的本雷达脉冲(如连续5个雷达脉冲)，若搜索成功则判定本雷达存在，将此搜索起点作为正式搜索起点，若均未搜索成功，则调低所需搜索雷达连续个数。
步骤7中依据PRI估计值以及抖动率的基础上扩大范围进行有效搜索提取，当遇到脉冲丢失时，若未搜索到某一脉冲，则在搜索其下一脉冲时，依据抖动率增加搜索范围；当范围内存在多个脉冲且相互交叠情况不严重，交叠程度低于阈值时，依据相关性，即哪个脉冲与预计脉冲位置最接近进行提取，而当交叠情况严重，交叠程度超过等于阈值时，为降低对其余雷达信号估计精度影响，对范围内与预计脉冲位置最远脉冲进行提取；不将搜索到的脉冲全部提取，仅将抖动率范围内的脉冲提取。
步骤8中在雷达空间减少至设定百分比(如5％)或PRI变换法结果中无超过门限的峰值时，将各雷达信号结果输出，如估计PRI值，抖动范围以及提取雷达脉冲集合等。
结合具体参数的实施例如下：
本发明实施例提供的一种脉冲丢失混叠情况下的PRI抖动雷达信号分选方法，在PRI交叠箱结构上改进，利用多级箱结构提高脉冲丢失混叠情况下的抖动信号分选能力，发明抖动雷达信号抖动率判断方法，依据雷达信号抖动率，配合相关性置信度有效搜索提取抖动雷达信号。
如图1
步骤1：给定抖动信号输入脉冲缓存，初始化离散形式PRI变换法，建立多组不同交叠率下的PRI箱(如3组，交叠率分别为5％，10％，15％)，确定PRI箱中心以及各交叠率下的PRI箱宽度；
所述步骤1中初始化多组不同交叠率的PRI箱，如应对正常抖动信号，初始化5％、10％以及15％交叠率的PRI箱各K个，而应对超大抖动信号，初始化30％、40％以及50％交叠率的PRI箱各K个。初始化PRI变换数组、标记脉冲流数组、时间起点数组、标记时间起点数组以及各交叠率的交叠箱PRI变换记录数组，各数组初始值均为0，数组长度均为K，计算各箱中心以及各箱宽度，PRI交叠箱宽度由基本箱宽度与箱中心交叠宽度二者之间的较大值决定，基本箱宽度b＝(PRImax-PRImin)/K，其中PRImax PRImin分别为设定分选PRI范围的最大最小值，箱中心抖动值由箱中心位置kL与箱交叠率εi共同决定，其中第L个箱中心位置kL＝(L-1/2)·(PRImax-PRImin)/K+PRImin，则以箱交叠率εi构建的第L个交叠箱宽度biL＝max([b,2εikL])。
步骤2：对输入的抖动信号脉冲进行离散形式PRI变换，依次判断脉冲对的到达时间差是否在各PRI箱范围内，若进入范围内，则进行PRI变换；
步骤2-1：初始化定义n＝2，m＝1，定义到达时间差τ＝tn-tm；
步骤2-2：判断到达时间差τ是否在预设的PRI范围内，若不在，则在m＜n-1时，m+1再进行判断，直至m＝n-1，当m＝n-1时，令m＝1，n+1重新进行本步骤，n+1最大值为脉冲个数；若到达时间差τ在预设的PRI范围内，则从交叠率为ε1的第一个交叠箱开始，遍历各箱；
步骤2-3：首先判断到达时间差τ是否在第L个以ε1交叠率构建的交叠箱范围内，若在其中，则将标记脉冲流数组中的第L个位置CL加一，并判断标记时间起点数组的第L个位置是否为0，若不为0，则不做处理；若为0，则将该位置标记为时间起点Ok，在标记时间起点数组相应位置置1；
步骤2-4：计算相位值，利用公式η0＝(tn-Ok)/τ求得相位η0，其中当相位η0符合设定阈值范围时，令当前tn作为时间起点；
步骤2-5：进行PRI变换，对PRI变换数组Dk进行更新，DL＝DL+exp(2πiη)，其中，其中DL为L位置PRI变换数组元素，i为虚数单位，η为步骤2-4后，重新计算的相位值；
步骤2-6：判断到达时间差τ是否进入第L个以ε2交叠率构建的交叠箱范围内，再进行步骤2-3、步骤2-4以及步骤2-5，之后判断其是否进入第L个以ε3交叠率构建的交叠箱范围内，以此类推，当遍历L位置的所有交叠箱后，L＝L+1。
步骤3：依据参数以及观察时间原则、消除子谐波原则和消除噪声原则设定相关门限，门限设定参数随算法运行状态而动态改变；
步骤3中门限设置应遵循观察时间原则、消除子谐波原则以及消除噪声原则，针对第L个位置交叠箱的门限设置应选取三者中的最大值，则第L个交叠箱门限设置随着算法已搜寻雷达个数的增加，α,β,γ逐渐减少；
其中α,β,γ为人为设定参数(如α＝0.34，β＝0.17，γ＝3)，与步骤2交叠箱交叠率个数相关，T为雷达观察时间，kL为第L个箱中心位置，CL为标记脉冲流数组中的第L个位置元素，N为当前环境雷达脉冲总数，b为基本箱宽度。
步骤4：搜索PRI变换结果中超过门限部分的极大值，若在设定间距内存在多个极大值，取最大者；
步骤4中在PRI变换数组中超过门限部分进行峰值搜索，设定范围(如20个箱)，若设定范围内存在多个极大值，取其中最大值所对应的箱中心点作为估计PRI
步骤5：在PRI变换结果中第一个抖动雷达信号中心PRI值位置处生成设定个数的不同交叠率交叠箱，进行PRI变换，同时记录进入箱内的脉冲对个数，通过二者变化规律判断该雷达信号的抖动率；
步骤5-1：以第一个估计PRI所在位置为中心，建立多个交叠率递增的交叠箱(如30个交叠箱，交叠率从1％递增至30％)，以最大的交叠箱宽度为范围进行PRI变换，同时记录各箱内进入的脉冲对个数；
步骤5-2：对得到的各箱PRI变换结果以及各箱脉冲对个数结果进行平滑处理，求二者的二阶导结果；
步骤5-3：依据二者的二阶导结果，分别寻找二者中变化率最大的交叠箱，若该交叠箱对应一阶导结果为负，则舍弃该箱，重新寻找变化率最大的交叠箱，若两交叠箱交叠率差值在设定阈值内，取两交叠箱交叠率平均值作为该雷达抖动率，否则，取两交叠箱中变化率最大的交叠箱交叠率作为该雷达抖动率。
步骤6：通过步骤4得到的抖动信号PRI中心值以及步骤5得到的抖动信号抖动率，利用级差直方图判断搜索起点，并进行粗搜索判断该雷达是否存在；
步骤6-1：建立差直方图，从一级差直方图开始依据得出的第一部雷达PRI估计值以及其抖动率，在直方图中寻找其搜索起点，如本级差直方图未搜索成功，进行下一级直方图，超过设定级数则停止
步骤6-2：从可能的搜索起点开始搜索是否存在多个连续的本雷达脉冲(如连续5个雷达脉冲)，若搜索成功则判定本雷达存在，将此搜索起点作为正式搜索起点，若均未搜索成功，则调低所需搜索雷达连续个数。
步骤7：依据估计的雷达PRI值以及抖动率从搜索起点处对该雷达进行搜索，当在预定范围内未搜索到雷达脉冲时，将在下一次搜索时扩大范围，利用相关性分情况依据置信度对脉冲序列进行提取；
步骤7中依据PRI估计值以及抖动率的基础上扩大范围进行有效搜索提取，当遇到脉冲丢失时，若未搜索到某一脉冲，则在搜索其下一脉冲时，依据抖动率增加搜索范围；当范围内存在多个脉冲且交叠情况不严重时，依据相关性，即哪个脉冲与预计脉冲位置最接近进行提取，而当交叠情况严重时，为降低对其余雷达信号估计精度影响，对范围内与预计脉冲位置最远脉冲进行提取；不将搜索到的脉冲全部提取，仅将抖动率范围内的脉冲提取。
步骤8：若脉冲空间内脉冲数超过阈值，则回到步骤2，当脉冲空间内脉冲低于阈值或无超过门限的极大值点，输出搜索到的各雷达信号相关信息。
步骤8中在雷达空间减少至设定百分比(如5％)或PRI变换法结果中无超过门限的峰值时，将各雷达信号结果输出，如估计PRI值，抖动范围以及提取雷达脉冲集合等。
使用本方法在PC(i5 M460+6GB RAM，Win7+MATLAB2017a)上对抖动雷达环境进行测试，环境包含两部50％抖动雷达信号，PRI分别为800μs、1000μs。在脉冲丢失，二者严重混叠的情况下，本方法能将二者有效分选，判断抖动率，完成脉冲序列提取。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
综上，本发明公开了一种脉冲丢失混叠情况下的PRI抖动雷达信号分选方法，该方法在PRI交叠箱结构上改进，利用多级箱结构提高脉冲丢失混叠情况下的抖动信号分选能力，发明抖动雷达信号抖动率判断方法，依据雷达信号抖动率，配合相关性置信度有效搜索提取抖动雷达信号。

Claims (6)

1.一种脉冲丢失混叠情况下的PRI抖动雷达信号分选方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：给定抖动信号输入脉冲缓存，初始化离散形式PRI变换法，分别建立不同交叠率下的PRI箱，确定PRI箱中心以及各交叠率下的PRI箱宽度；
步骤2：对输入的抖动信号脉冲进行离散形式PRI变换，依次判断脉冲对的到达时间差是否在各PRI箱范围内，若进入范围内，则进行PRI变换；
步骤3：依据参数以及观察时间原则、消除子谐波原则和消除噪声原则设定门限，针对第L个位置交叠箱的门限设置选取三者中的最大值，则第L个交叠箱门限设置其中α,β,γ为人为设定的门限设定参数，T为雷达观察时间，kL为第L个箱中心位置，CL为标记脉冲流数组中的第L个位置元素，N为当前环境雷达脉冲总数，b为基本箱宽度；门限设定参数随算法运行状态而动态改变；
步骤4：搜索PRI变换结果中超过门限部分的极大值，若在设定间距内存在多个极大值，取最大者；
步骤5：在PRI变换结果中第一个抖动雷达信号中心PRI值位置处生成设定数量的不同交叠率交叠箱，进行PRI变换，同时记录进入箱内的脉冲对个数，通过二者变化规律判断该雷达信号的抖动率；
步骤6：通过步骤4得到的抖动信号PRI中心值以及步骤5得到的抖动信号抖动率，利用级差直方图判断搜索起点，并进行粗搜索判断该雷达是否存在；
步骤7：依据估计的雷达PRI值以及抖动率从搜索起点处对该雷达进行搜索，当在预定范围内未搜索到雷达脉冲时，将在下一次搜索时扩大范围，利用相关性分情况依据置信度对脉冲序列进行提取；
步骤8：若脉冲空间内脉冲数超过给定阈值，则回到步骤2，当脉冲空间内脉冲低于给定阈值或无超过门限的极大值点，输出搜索到的各雷达信号相关信息。
2.根据权利要求1所述的一种脉冲丢失混叠情况下的PRI抖动雷达信号分选方法，其特征在于：步骤1所述确定各交叠率下的PRI箱宽度具体为：PRI箱宽度由基本箱宽度与箱中心交叠宽度二者之间的较大值决定，基本箱宽度b＝(PRImax-PRImin)/K，其中PRImax PRImin分别为设定分选PRI范围的最大值、最小值，K为各交叠率下的PRI箱个数，箱中心交叠宽度由箱中心位置kL与箱交叠率εi共同决定，其中第L个箱中心位置kL＝(L-1/2)·(PRImax-PRImin)/K+PRImin，则以箱交叠率εi构建的第L个PRI箱宽度biL＝max([b,2εikL])。
3.根据权利要求1或2所述的一种脉冲丢失混叠情况下的PRI抖动雷达信号分选方法，其特征在于：步骤2具体为：
步骤2-1：初始化定义n＝2，m＝1，定义到达时间差τ＝tn-tm；
步骤2-2：判断到达时间差τ是否在预设的PRI范围内，若不在，则在m＜n-1时，m+1再进行判断，直至m＝n-1，当m＝n-1时，令m＝1，n+1重新进行本步骤，n+1最大值为脉冲个数；若到达时间差τ在预设的PRI范围内，则从交叠率为ε1的第一个交叠箱开始，遍历各箱；
步骤2-3：首先判断到达时间差τ是否在第L个以ε1交叠率构建的交叠箱范围内，若在其中，则将标记脉冲流数组中的第L个位置CL加一，并判断标记时间起点数组的第L个位置是否为0，若不为0，则不做处理；若为0，则将该位置标记为时间起点Ok，在标记时间起点数组相应位置置1；
步骤2-4：计算相位值，利用公式η0＝(tn-Ok)/τ求得相位η0，其中当相位η0符合设定阈值范围时，令当前tn作为时间起点；
步骤2-5：进行PRI变换，对PRI变换数组Dk进行更新，DL＝DL+exp(2πiη)，其中DL为L位置PRI变换数组元素，i为虚数单位，η为步骤2-4后重新计算的相位值；
步骤2-6：按照步骤2-3至2-5，遍历L位置的所有交叠箱后，L＝L+1。
4.根据权利要求3所述的一种脉冲丢失混叠情况下的PRI抖动雷达信号分选方法，其特征在于：步骤5具体为：
步骤5-1：以第一个估计PRI所在位置为中心，建立多个交叠率递增的交叠箱，以最大的交叠箱宽度为范围进行PRI变换，同时记录各箱内进入的脉冲对个数；
步骤5-2：对得到的各箱PRI变换结果以及各箱脉冲对个数结果进行平滑处理，求二者的二阶导结果；
步骤5-3：依据二者的二阶导结果，分别寻找二者中变化率最大的交叠箱，若该交叠箱对应一阶导结果为负，则舍弃该箱，重新寻找变化率最大的交叠箱，若两交叠箱交叠率差值在设定阈值内，取两交叠箱交叠率平均值作为该雷达抖动率，否则，取两交叠箱中变化率最大的交叠箱交叠率作为该雷达抖动率。
5.根据权利要求4所述的一种脉冲丢失混叠情况下的PRI抖动雷达信号分选方法，其特征在于：步骤6具体为：
步骤6-1：建立差直方图，从一级差直方图开始依据得出的第一部雷达PRI估计值以及其抖动率，在直方图中寻找其搜索起点，如本级差直方图未搜索成功，进行下一级直方图，超过设定级数则停止；
步骤6-2：从可能的搜索起点开始搜索是否存在设定数量的连续的本雷达脉冲，若搜索成功则判定本雷达存在，将此搜索起点作为正式搜索起点，若均未搜索成功，则调低所需搜索雷达连续个数。
6.根据权利要求5所述的一种脉冲丢失混叠情况下的PRI抖动雷达信号分选方法，其特征在于：步骤7所述利用相关性分情况依据置信度对脉冲序列进行提取具体为：当范围内存在多个脉冲且交叠程度低于阈值时，提取与预计脉冲位置最接近的脉冲，当交叠程度超过等于阈值时，对范围内与预计脉冲位置最远脉冲进行提取。
CN202011072664.0A 2020-10-09 2020-10-09 一种脉冲丢失混叠情况下的pri抖动雷达信号分选方法 Active CN112198481B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011072664.0A CN112198481B (zh) 2020-10-09 2020-10-09 一种脉冲丢失混叠情况下的pri抖动雷达信号分选方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011072664.0A CN112198481B (zh) 2020-10-09 2020-10-09 一种脉冲丢失混叠情况下的pri抖动雷达信号分选方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112198481A CN112198481A (zh) 2021-01-08
CN112198481B true CN112198481B (zh) 2023-07-21

Family

ID=74013892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011072664.0A Active CN112198481B (zh) 2020-10-09 2020-10-09 一种脉冲丢失混叠情况下的pri抖动雷达信号分选方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112198481B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113296071B (zh) * 2021-05-21 2023-01-03 中国科学院空天信息创新研究院 基于相关匹配法的多参差信号分选方法及装置
CN113702919B (zh) * 2021-09-01 2023-06-27 中国科学院空天信息创新研究院 一种估计pri值并提取脉冲序列的方法和装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101075516B1 (ko) * 2011-05-20 2011-10-21 국방과학연구소 펄스반복주기 변조형태 인식방법 및 이를 적용하는 인식장치
KR101620453B1 (ko) * 2014-11-18 2016-05-12 국방과학연구소 레이더 신호 분석 방법
CN109031215A (zh) * 2018-06-27 2018-12-18 扬州大学 高脉冲丢失下的参差雷达脉冲重复周期估计方法
CN109507647A (zh) * 2018-11-30 2019-03-22 南京长峰航天电子科技有限公司 基于pri直方图的雷达信号分选方法
CN110764063A (zh) * 2019-10-15 2020-02-07 哈尔滨工程大学 一种基于sdif与pri变换法结合的雷达信号分选方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101075516B1 (ko) * 2011-05-20 2011-10-21 국방과학연구소 펄스반복주기 변조형태 인식방법 및 이를 적용하는 인식장치
KR101620453B1 (ko) * 2014-11-18 2016-05-12 국방과학연구소 레이더 신호 분석 방법
CN109031215A (zh) * 2018-06-27 2018-12-18 扬州大学 高脉冲丢失下的参差雷达脉冲重复周期估计方法
CN109507647A (zh) * 2018-11-30 2019-03-22 南京长峰航天电子科技有限公司 基于pri直方图的雷达信号分选方法
CN110764063A (zh) * 2019-10-15 2020-02-07 哈尔滨工程大学 一种基于sdif与pri变换法结合的雷达信号分选方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
重频抖动脉冲信号分选研究;岳志勇;肖军鹏;王鹏;;遥测遥控(第S1期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112198481A (zh) 2021-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110764063B (zh) 一种基于sdif与pri变换法结合的雷达信号分选方法
CN112198481B (zh) 一种脉冲丢失混叠情况下的pri抖动雷达信号分选方法
CN108490410B (zh) 一种两坐标雷达对海目标联合检测跟踪方法
CN114089285B (zh) 一种基于一阶脉冲重复间隔pri的信号分选方法
Cheng et al. An enhanced algorithm for deinterleaving mixed radar signals
Hyun et al. A new OS-CFAR detector design
CN110929842B (zh) 非合作无线电信号突发时间区域精确智能检测方法
CN108089162A (zh) 一种脉冲干扰信号的检测与抑制方法
CN112698274A (zh) 一种分级pri变换的雷达信号分选和脉冲序列提取系统
CN108507607B (zh) 一种基于核函数的微弱信号检测方法
Qin et al. A new CFAR detector based on automatic censoring cell averaging and cell averaging
CN113325414A (zh) 目标检测设备及存储器
CN111413702A (zh) 用于宽带探鱼仪的高效目标分割方法
CN110083865A (zh) 一种抗脉冲噪声的已知信号检测方法及检测电路
CN110632563A (zh) 一种基于短时傅里叶变换的脉内频率编码信号参数测量方法
US5363311A (en) Data compression system using response waveform discrimination
CN115980689A (zh) 基于点云检测的辐射源信号分选方法、装置、设备及介质
CN114545356A (zh) 利用中心点排序的矩形窗可变二维os-cfar检测装置及方法
Saeed et al. Design and implementation of a new CFAR based on weighted and statistical algorithms
CN111462479A (zh) 一种基于傅里叶-递归神经网络的交通流预测方法
CN114660560B (zh) 基于等效dtoa密度曲线的脉冲重复间隔分选方法
CN112763989B (zh) 一种基于cdif的抖动信号分选方法
CN111781564B (zh) 一种抖动信号脉冲序列快速预判方法
CN111796239B (zh) 一种小范围重频抖动信号的谐波抑制方法
Yu et al. The Detection of Range Spread Target Based on Weighted Amplitude Iteration

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant