CN116938361A - 超短波频段信号分选系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及信号分选领域，公开了超短波频段信号分选系统及方法，包括：通过一致性校正后的阵列天线采集业务频谱数据，得到粗有效频谱；通过业务段管理模块获取业务段的数量，以及各个业务段的中心频率和带宽；根据各个业务段的中心频率和带宽，从粗有效频谱中分别得到对应业务段的粗有效频谱，并标记对应业务段为可用业务段；对重合率大于预设重合率阈值的对应业务段的粗有效频谱进行噪底计算，分别得到对应业务段的第二有效频谱，若对应业务段中心频率偏差与对应业务段第二重合率均满足对应业务段预设的阈值，则完成对应业务段信号分选。通过本发明，可以实现所需业务段信号的判断和提取，而且能够满足信号提取的快速和准确的要求。
Description
技术领域
本发明涉及信号分选领域，具体是超短波频段信号分选系统及方法。
背景技术
超短波信号分选是现代无线通信领域中非常重要的一个环节。随着无线通信技术的迅速发展和广泛应用，各种无线电设备的数量不断增加，使得空中电磁环境日益复杂，超短波信号的传播受到越来越严重的干扰。因此，对超短波信号进行分选和识别，对于无线电监测、电子战、雷达探测等领域都具有重要的意义。
传统的超短波信号分选方法主要基于时域或频域分析，通过时频分析或特征提取等技术对信号进行处理和分类。同时，现有的信号分选往往是将频谱中左右的有效信号均提取出来，存在分选准确率低、抗干扰能力差等问题，难以满足现代无线通信领域的需求。
因此，如何从采集到的频谱中快速准确的分选出所需的信号，是当下行业研究人员需要克服的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供超短波频段信号分选方法，包括如下步骤：
步骤一，对阵列天线进行相位一致性校正，校正完成后，通过一致性校正后的阵列天线采集业务频谱数据，根据采集到的业务频谱数据进行时域平滑，得到粗有效频谱；
步骤二，通过业务段管理模块获取业务段的数量，以及各个业务段的中心频率和带宽；根据各个业务段的中心频率和带宽，从粗有效频谱中分别得到对应业务段的粗有效频谱，分别获取对应业务段的粗有效频谱的带宽与业务段预设的带宽的重合率，对重合率大于预设重合率阈值的对应业务段的粗有效频谱进行噪底计算，并标记对应业务段为可用业务段，进入步骤三；对重合率不大于预设重合率阈值的对应业务段的粗有效频谱，标记对应业务段为不可用业务段，并将不可用业务段信息返回给业务段管理模块；
步骤三，对重合率大于预设重合率阈值的对应业务段的粗有效频谱进行噪底计算，分别得到对应业务段的第二有效频谱，根据对应业务段的第二有效频谱的中心频率与对应业务段预设的中心频率的频率差值，得到对应业务段中心频率偏差；
根据对应业务段的第二有效频谱的带宽与对应业务段预设的带宽，得到对应业务段第二重合率；若对应业务段中心频率偏差与对应业务段第二重合率均满足对应业务段预设的阈值，则完成对应业务段信号分选，否则，进入步骤四；
步骤四，对未完成信号分选的业务段，返回步骤二，直到完成所有可用业务段的信号分选。
进一步的，所述的对阵列天线进行相位一致性校正，包括如下过程：
S1，设定校准信号，经过阵元0后，得到信号/>，采集信号/>样本点，通过傅里叶变换得到阵元0的相位/>；同理得到除阵元0外任一阵元n的相位/>；
S2，在时钟同源、本振同步和采集同步的条件下，以阵元0为基准，通过阵元0和阵元n两阵元的相位差，得到群时延误差/>；
S3，以阵元0为基准，得到多个群时延误差，将多个群时延误差中的最小值的反向值加到每个阵元的群时延误差中，得到各阵元的群时延校准值，利用群时延校准值对各阵元进行整数时延校准和小数时延校准，完成各阵元群时延校准；
S4，完成群时延校准后，以完成群时延校准后的阵元0为基准，获取群时延校准后各阵元的相位误差值，根据/>值补偿各阵元的相位，完成相位校准。
进一步的，所述的根据采集到的业务频谱数据进行时域平滑，得到粗有效频谱，包括：通过经过相位一致性校准的阵列天线采集电磁信号，并通过信号接收机将采集到的电磁信号经过A/D模数转换、信号降噪、数字下变频获取基带I/Q数据、I/Q数据傅里叶变换，得到业务频谱数据，并按照时间序列取设定的扫描周期的业务频谱数据进行时域平滑处理，得到粗有效频谱。
超短波频段信号分选系统，应用所述的超短波频段信号分选方法，包括相控阵阵列天线、相位校准模块、数据处理模块、信号处理模块、业务段管理模块；
所述的相控阵阵列天线与所述的信号处理模块连接，所述的相位校准模块、信号处理模块、业务段管理模块分别与所述的数据处理模块连接。
优选的，所述的信号处理模块包括信号接收机、信号处理模块、信号分选模块、频谱计算与判断模块；所述的信号接收机、信号分选模块、频谱计算与判断模块分别与所述的信号处理模块连接；所述的信号处理模块与所述的数据处理模块连接。
本发明的有益效果是：通过本发明的技术方案，可以实现所需业务段信号的判断和提取，而且能够满足信号提取的快速和准确的要求。
附图说明
图1为超短波频段信号分选方法的流程示意图；
图2为超短波频段信号分选系统的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
而且，术语“包括”，“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程，方法，物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程，方法，物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程，方法，物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
如图1所示，超短波频段信号分选方法，包括如下步骤：
步骤一，对阵列天线进行相位一致性校正，校正完成后，通过一致性校正后的阵列天线采集业务频谱数据，根据采集到的业务频谱数据进行时域平滑，得到粗有效频谱；
步骤二，通过业务段管理模块获取业务段的数量，以及各个业务段的中心频率和带宽；根据各个业务段的中心频率和带宽，从粗有效频谱中分别得到对应业务段的粗有效频谱，分别获取对应业务段的粗有效频谱的带宽与业务段预设的带宽的重合率，对重合率大于预设重合率阈值的对应业务段的粗有效频谱进行噪底计算，并标记对应业务段为可用业务段，进入步骤三；对重合率不大于预设重合率阈值的对应业务段的粗有效频谱，标记对应业务段为不可用业务段，并将不可用业务段信息返回给业务段管理模块；
步骤三，对重合率大于预设重合率阈值的对应业务段的粗有效频谱进行噪底计算，分别得到对应业务段的第二有效频谱，根据对应业务段的第二有效频谱的中心频率与对应业务段预设的中心频率的频率差值，得到对应业务段中心频率偏差；
根据对应业务段的第二有效频谱的带宽与对应业务段预设的带宽，得到对应业务段第二重合率；若对应业务段中心频率偏差与对应业务段第二重合率均满足对应业务段预设的阈值，则完成对应业务段信号分选，否则，进入步骤四；
步骤四，对未完成信号分选的业务段，返回步骤二，直到完成所有可用业务段的信号分选。
所述的对阵列天线进行相位一致性校正，包括如下过程：
S1，设定校准信号，经过阵元0后，得到信号/>，采集信号/>样本点，通过傅里叶变换得到阵元0的相位/>；同理得到除阵元0外任一阵元n的相位/>；
S2，在时钟同源、本振同步和采集同步的条件下，以阵元0为基准，通过阵元0和阵元n两阵元的相位差，得到群时延误差/>；其中的阵元0为随机选取的阵元；
S3，以阵元0为基准，得到多个群时延误差，将多个群时延误差中的最小值的反向值加到每个阵元的群时延误差中，得到各阵元的群时延校准值，利用群时延校准值对各阵元进行整数时延校准和小数时延校准，完成各阵元群时延校准；
S4，完成群时延校准后，以完成群时延校准后的阵元0为基准，获取群时延校准后各阵元的相位误差值，根据/>值补偿各阵元的相位，完成相位校准。
所述的根据采集到的业务频谱数据进行时域平滑，得到粗有效频谱，包括：通过经过相位一致性校准的阵列天线采集电磁信号，并通过信号接收机将采集到的电磁信号经过A/D模数转换、信号降噪、数字下变频获取基带I/Q数据、I/Q数据傅里叶变换，得到业务频谱数据，并按照时间序列取设定的扫描周期的业务频谱数据进行时域平滑处理，得到粗有效频谱。
如图2所示，超短波频段信号分选系统，应用所述的超短波频段信号分选方法，包括相控阵阵列天线、相位校准模块、数据处理模块、信号处理模块、业务段管理模块；
所述的相控阵阵列天线与所述的信号处理模块连接，所述的相位校准模块、信号处理模块、业务段管理模块分别与所述的数据处理模块连接。
所述的信号处理模块包括信号接收机、信号处理模块、信号分选模块、频谱计算与判断模块；所述的信号接收机、信号分选模块、频谱计算与判断模块分别与所述的信号处理模块连接；所述的信号处理模块与所述的数据处理模块连接。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (5)
1.超短波频段信号分选方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，对阵列天线进行相位一致性校正，校正完成后，通过一致性校正后的阵列天线采集业务频谱数据，根据采集到的业务频谱数据进行时域平滑，得到粗有效频谱；
步骤二，通过业务段管理模块获取业务段的数量，以及各个业务段的中心频率和带宽；根据各个业务段的中心频率和带宽，从粗有效频谱中分别得到对应业务段的粗有效频谱，分别获取对应业务段的粗有效频谱的带宽与业务段预设的带宽的重合率，对重合率大于预设重合率阈值的对应业务段的粗有效频谱进行噪底计算，并标记对应业务段为可用业务段，进入步骤三；对重合率不大于预设重合率阈值的对应业务段的粗有效频谱，标记对应业务段为不可用业务段，并将不可用业务段信息返回给业务段管理模块；
步骤三，对重合率大于预设重合率阈值的对应业务段的粗有效频谱进行噪底计算，分别得到对应业务段的第二有效频谱，根据对应业务段的第二有效频谱的中心频率与对应业务段预设的中心频率的频率差值，得到对应业务段中心频率偏差；
根据对应业务段的第二有效频谱的带宽与对应业务段预设的带宽，得到对应业务段第二重合率；若对应业务段中心频率偏差与对应业务段第二重合率均满足对应业务段预设的阈值，则完成对应业务段信号分选，否则，进入步骤四；
步骤四，对未完成信号分选的业务段，返回步骤二，直到完成所有可用业务段的信号分选。
2.根据权利要求1所述的超短波频段信号分选方法，其特征在于，所述的对阵列天线进行相位一致性校正，包括如下过程：
S1，设定校准信号 ，经过阵元0后，得到信号/>，采集信号/>样本点，通过傅里叶变换得到阵元0的相位/>；同理得到除阵元0外任一阵元n的相位/>；
S2，在时钟同源、本振同步和采集同步的条件下，以阵元0为基准，通过阵元0和阵元n两阵元的相位差，得到群时延误差/>；
S3，以阵元0为基准，得到多个群时延误差，将多个群时延误差中的最小值的反向值加到每个阵元的群时延误差中，得到各阵元的群时延校准值，利用群时延校准值对各阵元进行整数时延校准和小数时延校准，完成各阵元群时延校准；
S4，完成群时延校准后，以完成群时延校准后的阵元0为基准，获取群时延校准后各阵元的相位误差值，根据/>值补偿各阵元的相位，完成相位校准。
3.根据权利要求2所述的超短波频段信号分选方法，其特征在于，所述的根据采集到的业务频谱数据进行时域平滑，得到粗有效频谱，包括：通过经过相位一致性校准的阵列天线采集电磁信号，并通过信号接收机将采集到的电磁信号经过A/D模数转换、信号降噪、数字下变频获取基带I/Q数据、I/Q数据傅里叶变换，得到业务频谱数据，并按照时间序列取设定的扫描周期的业务频谱数据进行时域平滑处理，得到粗有效频谱。
4.超短波频段信号分选系统，其特征在于，应用权利要求1-3任一所述的超短波频段信号分选方法，包括相控阵阵列天线、相位校准模块、数据处理模块、信号处理模块、业务段管理模块；
所述的相控阵阵列天线与所述的信号处理模块连接，所述的相位校准模块、信号处理模块、业务段管理模块分别与所述的数据处理模块连接。
5.根据权利要求4所述的超短波频段信号分选系统，其特征在于，所述的信号处理模块包括信号接收机、信号处理模块、信号分选模块、频谱计算与判断模块；所述的信号接收机、信号分选模块、频谱计算与判断模块分别与所述的信号处理模块连接；所述的信号处理模块与所述的数据处理模块连接。
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