CN112763989B - 一种基于cdif的抖动信号分选方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于CDIF的抖动信号分选方法，其包括：步骤S1：对指定检测的重周间隔范围进行区域划分；步骤S2：对各PDW数据的TOA进行差分，依据步骤S1中划分方法做直方图；步骤S3：使用指定的最大抖动范围进行门限确定，通过确定的门限寻找潜在可能的抖动PRI中心及其抖动范围；步骤S4：使用潜在的PRI及抖动范围进行脉冲串的起始，若起始成功，则使用此参数进行脉冲串的分选；步骤S5：分选成功，输出最终结果。本发明具有原理简单、适用范围广、分选效果好的等优点。
Description
技术领域
本发明主要涉及到雷达对抗技术领域，特指一种基于CDIF的抖动信号分选方法。
背景技术
在现代电子对抗中，为了有效干扰对方的雷达信号，知己知彼，在电子战中取得优势，就必须对接收到对方雷达的信号进行分选。雷达信号分选就是在多部雷达脉冲相互交错的条件下，分离出每部雷达脉冲序列，并对每部雷达的参数进行估计与识别的技术。通过雷达信号分选，准确识别出空间中各种不同的雷达以及它们的参数，并将其放入雷达库中以便做进一步的处理，如定位、跟踪、干扰等。可以说，雷达信号分选是电子对抗中的重要环节。
目前主要的雷达信号直方图分选方法为以下两种：
一、累计直方图分选(CDIF)；
CDIF方法的步骤如下：首先，基于TOA对输入的脉冲流计算一级差分得到直方图。将上述一级差分直方图对应的TOA间隔与二倍间隔与检测阈值进行比较，当二者均超过检测阈值时，认为该PRI存在，以此PRI在输入脉冲流中进行对比和匹配；若比对成功，将其对应的序列集从输入的脉冲流分离。然后，对剩下的脉冲流重新计算一级差分直方图，直到脉冲数过少不能继续操作。若比对失败，将该级中最小间隔满足条件的作为可能的PRI进行比对和匹配，如果没有满足条件的则进行下一级直方图的统计，并将上一级的统计值进行相加，重复操作上述步骤。
二、序列差直方图分选(SDIF)
序列差直方图算法(SDIF)是在CDIF算法基础上进行修改的，其中也包括两部分：PRI估计、脉冲序列比对与匹配。步骤如下：首先，基于TOA对输入的脉冲流计算一级差分得到直方图；然后，根据检测阈值得到潜在的PRI。当且仅当一级差分超过检测门限的值只有一个时，将其对应的TOA间隔作为潜在的PRI并在输入的脉冲流中进行比对和匹配。当一级差分超过检测门限的值不是只有一个时，进行下一级差分直方图计算。当两级差分值均超过各自对应的阈值时，则认为其对应序列的TOA差分为潜在的PRI并在输入的脉冲流中进行比对和匹配。如果成功找到对应的脉冲序列，将该序列集从输入的脉冲流中分离。对剩下的脉冲流从一级差分直方图开始绘制，设定新的检测阈值，重复操作上述步骤。
但是，上述方法在实际复杂电磁环境中，常规直方图分选无法同时满足几种宽大范围抖动信号(如100us-5ms抖动±15％)的分选识别。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理简单、适用范围广、分选效果好的基于CDIF的抖动信号分选方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种基于CDIF的抖动信号分选方法，其包括：
步骤S1：对指定检测的重周间隔范围进行区域划分；
步骤S2：对各PDW数据的TOA进行差分，依据步骤S1中划分方法做直方图；
步骤S3：使用指定的最大抖动范围进行门限确定，通过确定的门限寻找潜在可能的抖动PRI中心及其抖动范围；
步骤S4：使用潜在的PRI及抖动范围进行脉冲串的起始，若起始成功，则使用此参数进行脉冲串的分选；
步骤S5：分选成功，输出最终结果。
作为本发明方法的进一步改进：所述步骤S1中，不同区域使用不同的直方图分辨率。
作为本发明方法的进一步改进：所述步骤S2中，对输入的PDW数据的TOA做I级的两两差分，初始I＝1，根据差分结果计算其所在直方的索引。
作为本发明方法的进一步改进：通过下式计算所在直方的索引：
上式中reg_base表示差分值所在区域的直方图下界，toa_diff表示TOA的差分值，time_bound表示为差分值所在区域的时间值的下界；reg_solution表示为差分值所在区域的直方图分辨率。
作为本发明方法的进一步改进：所述步骤S3中，根据步骤S2中划分的直方图，遍历所有直方格；假设遍历至索引为idx_of_hist的直方格，计算其对应的重周间隔pri_of_judge，设定允许信号最大抖动范围，脉冲截获率，据此得到直方格的判断门限。
作为本发明方法的进一步改进：所述步骤S3中，若此直方格满足门限，至步骤S4；若遍历完直方格仍无满足条件的抖动信号，差分级数I＝I+1，回到步骤S2。
作为本发明方法的进一步改进：所述步骤S4中，寻找以pri_of_judge为中心的抖动信号的上、下边界edge_down，edge_upper。
作为本发明方法的进一步改进：所述步骤S4中，在上、下边界内的所有直方格应满足步骤S3中所求得门限；确定上、下边界后，使用上、下边界重新求取抖动信号的中心重周间隔，若此中心位于索引为步骤S3的idx_of_hist的直方格中，则计算确定信号的抖动范围，并进行步骤S5；否则回到步骤S3，进行下一直方格的判断。
作为本发明方法的进一步改进：所述步骤S5中，使用步骤S4中确定的中心重周间隔及抖动范围对信号进行脉冲起始搜索；若起始成功，则进行序列搜索，输出最终分选结果；若起始失败，回到步骤S3。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的基于CDIF的抖动信号分选方法，原理简单、适用范围广，其是指一种基于SDIF的更宽范围抖动信号分选的优化方案，本发明的技术方案针对不同重周大小及抖动范围的抖动信号使用一个渐变的直方图分辨率对重频抖动信号进行直方图统计；使用正反馈的形式对抖动信号的抖动范围进行精确测量；使用测量的抖动范围对脉冲序列进行序列搜索，以达到适应更宽范围的抖动信号分选及更精确的抖动范围测量及脉冲搜索。因此，本发明能够适应更宽范围的抖动信号分选，能够更精确的抖动范围测量及脉冲去交错。
附图说明
图1是本发明方法的流程示意图。
图2是本发明在具体应用实例中的流程示意图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明的一种基于CDIF的抖动信号分选方法，其步骤包括：
步骤S1：对指定检测的重周间隔范围进行区域划分，不同区域使用不同的直方图分辨率；
步骤S2：对各PDW数据的TOA进行差分，依据步骤S1中划分方法做直方图；
步骤S3：使用指定的最大抖动范围进行门限确定，通过确定的门限寻找潜在可能的抖动PRI中心及其抖动范围；
步骤S4：使用潜在的PRI及抖动范围进行脉冲串的起始，若起始成功，则使用此参数进行脉冲串的分选；
步骤S5：分选成功，输出最终结果。
本发明以一个具体应用实例来进行说明。本实例中，以检测的信号重周范围为100us-6ms，抖动±15％为例。参见图2，详细步骤如下：
步骤S1：将信号重周的检测范围划分为5个区域，各区域的上界分别为300us、700us、1.5ms、3ms、6ms；
在上述5个区域中，不同区域使用不同的直方图分辨率，如分别使用直方图分辨率为5、10、25、50、100us；
步骤S2：对输入的PDW数据的TOA做I级的两两差分(初始I＝1)，根据差分结果计算其所在直方的索引，具体计算方法如下：
上式中reg_base表示差分值所在区域的直方图下界，toa_diff表示TOA的差分值，time_bound表示为差分值所在区域的时间值的下界；reg_solution表示为差分值所在区域的直方图分辨率。
这里，进一步用差分值为750us为例，计算其所在直方图索引：
即，差分值为750us时，其所在直方格索引为102；
步骤S3：根据步骤S2中划分的直方图，遍历所有直方格；
假设遍历至索引为idx_of_hist的直方格，计算其对应的重周间隔pri_of_judge，设定允许信号最大抖动范围为±20％，脉冲截获率为0.8，则此直方格的判断门限应设为：
上式中time_len为截取脉冲的时长；
若此直方格满足门限，至步骤S4；
若遍历完直方格仍无满足条件的抖动信号，差分级数I＝I+1，回到步骤S2；
步骤S4：寻找以pri_of_judge为中心的抖动信号的上、下边界edge_down，edge_upper。
在上、下边界内的所有直方格应满足步骤S3中所求得门限Th，但在寻找边界过程中，抖动信号的重周间隔难免跨区域，因此门限应相应的随之改变；
确定上、下边界后，使用上、下边界重新求取抖动信号的中心重周间隔，若此中心位于索引为步骤S3的idx_of_hist的直方格中，则计算确定信号的抖动范围，并进行步骤S5；否则回到步骤S3，进行下一直方格的判断。
步骤S5：使用步骤S4中确定的中心重周间隔及抖动范围对信号进行脉冲起始搜索。若起始成功，则进行序列搜索，输出最终分选结果；若起始失败，回到步骤S3。
特别地，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可针对不同应用场景对直方图的分辨率进行修改。
通过上述说明，能看出本发明的上述方案能够同时适应更宽范围的雷达重频抖动信号，同时对比固定分辨率的直方图，在初始抖动范围测量与中心间隔时更加精确可控。
为进一步展现此方案对比固定精度直方图的优势，下面以实际的仿真说明。
仿真条件：
仿真数据时长：1s；
脉冲丢失概率：0.05；
重周参数：重周间隔分别为100，300，700，1500，3000，5000，单位us，抖动范围皆为±15％；
脉冲到达时间测量误差：0.1+1％*PRI，单位us。
使用固定直方格分辨率为10us，分别对上述6种信号进行分选，分选结果如下：
使用渐变的直方格分辨率，具体值与上述例子相同，分别对上述6种信号进行分选，分选结果如下：
通过仿真结果对比可明显看出，渐变的直方格能够完成更宽范围的抖动信号的识别，且整体的精度及正确率有高于固定分辨率的直方格。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于CDIF的抖动信号分选方法，其特征在于，包括：
步骤S1：对指定检测的重周间隔范围进行区域划分；不同区域使用不同的直方图分辨率；
步骤S2：对各PDW数据的TOA进行差分，依据步骤S1中划分方法做直方图；
步骤S3：使用指定的最大抖动范围进行门限确定，通过确定的门限寻找潜在可能的抖动PRI中心及其抖动范围；根据步骤S2中划分的直方图，遍历所有直方格；假设遍历至索引为的直方格，计算其对应的重周间隔/>，设定允许信号最大抖动范围，脉冲截获率，据此得到直方格的判断门限；若此直方格满足门限，至步骤S4；若遍历完直方格仍无满足条件的抖动信号，差分级数I=I+1，回到步骤S2；
步骤S4：使用潜在的PRI及抖动范围进行脉冲串的起始，若起始成功，则使用此参数进行脉冲串的分选；
步骤S5：分选成功，输出最终结果。
2.根据权利要求1所述的基于CDIF的抖动信号分选方法，其特征在于，所述步骤S2中，对输入的PDW数据的TOA做I级的两两差分，初始I=1，根据差分结果计算其所在直方的索引。
3.根据权利要求2所述的基于CDIF的抖动信号分选方法，其特征在于，通过下式计算所在直方的索引：
上式中表示差分值所在区域的直方图下界，/>表示TOA的差分值，表示为差分值所在区域的时间值的下界；/>表示为差分值所在区域的直方图分辨率。
4.根据权利要求1所述的基于CDIF的抖动信号分选方法，其特征在于，所述步骤S4中，寻找以为中心的抖动信号的上、下边界/>，/>。
5.根据权利要求4所述的基于CDIF的抖动信号分选方法，其特征在于，所述步骤S4中，在上、下边界内的所有直方格应满足步骤S3中所求得门限；确定上、下边界后，使用上、下边界重新求取抖动信号的中心重周间隔，若此中心位于索引为步骤S3的的直方格中，则计算确定信号的抖动范围，并进行步骤S5；否则回到步骤S3，进行下一直方格的判断。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的基于CDIF的抖动信号分选方法，其特征在于，所述步骤S5中，使用步骤S4中确定的中心重周间隔及抖动范围对信号进行脉冲起始搜索；若起始成功，则进行序列搜索，输出最终分选结果；若起始失败，回到步骤S3。
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