三角調(diào)頻脈沖信號的時域調(diào)制域參數(shù)聯(lián)合測量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種三角調(diào)頻脈沖信號的時域調(diào)制域參數(shù)聯(lián)合測量方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)測量三角調(diào)頻脈沖信號參數(shù)精度低、運算量大的問題。其實現(xiàn)步驟是：1.通過信號分析儀獲取三角調(diào)頻脈沖信號的實部虛部離散數(shù)值；2.根據(jù)該離散數(shù)值計算三角調(diào)頻脈沖信號的信號包絡(luò)；3.由信號包絡(luò)估計三角調(diào)頻脈沖信號的近似幅度；4.利用近似幅度設(shè)定判決門限，并檢測脈沖個數(shù)；5.計算各個脈沖的脈沖寬度；6.由脈沖個數(shù)、脈沖寬度計算各項時域參數(shù)；7.在時域參數(shù)基礎(chǔ)上計算三角調(diào)頻脈沖信號的瞬時頻率；8.由瞬時頻率計算出三角調(diào)頻脈沖信號的各項調(diào)制域參數(shù)。仿真結(jié)果表明，高信噪比下，本發(fā)明方法比現(xiàn)有其他方法運算量小，精度更高。
【專利說明】三角調(diào)頻脈沖信號的時域調(diào)制域參數(shù)聯(lián)合測量方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及雷達【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種三角調(diào)頻脈沖信號的時域調(diào)制域參數(shù)聯(lián) 合測量方法，可用于現(xiàn)代雷達電子戰(zhàn)中測量三角調(diào)頻類雷達信號的關(guān)鍵信息。

【背景技術(shù)】
[0002] 三角調(diào)頻脈沖信號是現(xiàn)代雷達電子戰(zhàn)中常采用的一種發(fā)射信號，具有對多普勒頻 移不敏感性，解決信號能量和距離分辨率矛盾的優(yōu)點。測量三角調(diào)頻脈沖信號參數(shù)是雷達 信號處理工程領(lǐng)域的重點之一。傳統(tǒng)的測量方法僅針對時域或者調(diào)制域，未把時域和調(diào)制 域結(jié)合在一起進行參數(shù)測量。而且測量三角調(diào)頻信號調(diào)制域參數(shù)需要進行時頻分析，常用 的時頻分析方法，如短時傅里葉變換STFT和Wigner-Vile分布，它們在對三角調(diào)頻信號時 頻分析時存在著諸多缺陷。STFT存在著窗長和窗函數(shù)選擇困難的問題，由于使用了傅里葉 變換，運算量較大，而且受測不準準則的限制，不能解決時間分辨率和頻率分辨率的矛盾。 Wigner-Vile分布雖然不使用窗函數(shù)，不存在STFT的問題，但是對多分量信號如三角調(diào)頻 信號）進行時頻分布時存在著"交叉項"干擾，時頻分布將變得模糊，對頻率估計不準，而且 它采用了積分運算，運算量較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于上述已有技術(shù)的不足，提出一種三角調(diào)頻脈沖信號的時域調(diào)制 域參數(shù)聯(lián)合測量方法，來獲得準確的線性度等調(diào)制域參數(shù)，以減小運算量和誤差，提高測量 精度。
[0004] 實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)思路是在聯(lián)合時域、調(diào)制域測量，時域分析時采用統(tǒng)計脈 沖信號包絡(luò)數(shù)值的方法估計判決門限，實現(xiàn)脈沖個數(shù)、脈沖寬度等時域參數(shù)的測量，在調(diào)制 域分析時采用相位差分法來得到信號的瞬時頻率曲線，獲得準確的線性度等調(diào)制域參數(shù)。 其技術(shù)步驟包括如下：
[0005] (1)測量三角調(diào)頻脈沖信號的離散數(shù)值；
[0006] la)通過雷達接收天線獲取三角調(diào)頻脈沖信號形式的雷達回波；
[0007] lb)用信號分析儀讀取得到待測量的三角調(diào)頻脈沖信號實部I(t)和虛部Q(t)的 數(shù)值大?。?br> [0008] lc)設(shè)定采樣率fs，抽樣選取1秒時間長度的待測量的三角調(diào)頻脈沖信號實部 I(t)和虛部Q(t)，得到此三角調(diào)頻脈沖信號實部I(t)和虛部Q(t)的離散取值I(n)、Q(n);
[0009] (2)通過離散取值得到三角調(diào)頻脈沖信號的時域參數(shù)：
[0010] (2a)根據(jù)三角調(diào)頻脈沖信號的實、虛部離散取值I(n)和Q(n)，計算三角調(diào)頻脈沖 信號包絡(luò)：

【權(quán)利要求】
1. 一種三角調(diào)頻脈沖信號的時域調(diào)制域參數(shù)聯(lián)合測量方法，包括： (1) 測量三角調(diào)頻脈沖信號的離散數(shù)值； la) 通過雷達接收天線獲取三角調(diào)頻脈沖信號形式的雷達回波； lb) 用信號分析儀讀取得到待測量的三角調(diào)頻脈沖信號實部I (t)和虛部Q (t)的數(shù)值 大?。? lc) 設(shè)定采樣率fs，抽樣選取1秒時間長度的待測量的三角調(diào)頻脈沖信號實部I (t)和 虛部Q (t)，得到此三角調(diào)頻脈沖信號實部I (t)和虛部Q (t)的離散取值I (n)、Q (n); (2) 通過離散取值得到三角調(diào)頻脈沖信號的時域參數(shù)： (2a)根據(jù)三角調(diào)頻脈沖信號的實、虛部離散取值I(n)和Q(n)，計算三角調(diào)頻脈沖信號
(2b)根據(jù)三角調(diào)頻脈沖信號包絡(luò)y(n)估計出三角調(diào)頻脈沖信號的近似頂值A(chǔ)'_和近 似底值A(chǔ)' ba，得到近似幅度測量值為：A' = A' _-A' ba ; (2c)用10% A'近似幅度測量值作為上升沿和下降沿的檢測門限，檢測得到三角調(diào)頻 脈沖信號的脈沖個數(shù)n，用每個脈沖的近似上升沿、近似下降沿的檢測門限所在點數(shù)除以采 樣率，得到相對應(yīng)的每個脈沖的近似上升沿判決時刻t' #、近似下降沿的判決時刻t' #，計 算脈沖信號各個脈沖的寬度為：T = t' g-t' # ; (2d)在每個脈沖的脈沖寬度內(nèi)，運用密度分布平均法，計算每個脈沖精確的頂值A(chǔ)top和底值A(chǔ)ba，并求得每個脈沖精確幅度值A(chǔ)為：A = Attjp-Aba ; (2e)根據(jù)每個脈沖的最大值Vmax和最小值Vmin，計算每個脈沖的過沖Sotot，下沖S unte, 脈沖幅度上參考線M±和脈沖幅度下參考線Mt : Sover= Vmax-Atop, Sunder = Aba-Vmin, M上=Aba+90% XA，M下=Aba+10% XA ; (2f)通過脈沖幅度上參考線^和脈沖幅度下參考線Mt，在脈沖寬度T內(nèi)查找這兩條 參考值對應(yīng)的時刻值，計算出脈沖的上升時間&、下降時間tf，脈沖周期T，關(guān)閉時間1。"及 占空比dt : tr - 1^上_1^ 下，上，T - t 下，- T_ T，dt - T /T， 其中：是上升沿中脈沖幅度上參考線對應(yīng)的時刻，是上升沿中脈沖幅度下 參考線^所對應(yīng)的時刻，tf±是下降沿中脈沖幅度上參考線^所對應(yīng)的時刻，tfT是下降沿 中脈沖幅度下參考線MtK對應(yīng)的時刻，t\T是相鄰下一次上升沿中脈沖幅度上參考線M±所對應(yīng)的時刻； (3) 通過離散取值得到三角調(diào)頻脈沖信號的調(diào)制域參數(shù)： (3a)根據(jù)三角調(diào)頻脈沖信號的實、虛部離散取值I(n)和Q(n)，計算三角調(diào)頻脈沖信號 每個點的瞬時相位：
(3b)根據(jù)瞬時相位<?)采用相位差分法對三角調(diào)頻脈沖信號進行時頻分析，提取三角 調(diào)頻脈沖信號的瞬時頻率：
，其中fs為信號的采樣率； (3c)根據(jù)已得三角調(diào)頻脈沖信號的每個脈沖的近似上升沿判決時刻t' #、近似下降沿 的判決時刻t' Pf，得到三角調(diào)頻脈沖信號的每個脈沖的帶寬：
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述步驟（2b)中根據(jù)信號包絡(luò)y(n)估計出脈沖 的近似頂值A(chǔ)' _和近似底值A(chǔ)' ba，按如下步驟進行： 2bl)統(tǒng)計得到信號包絡(luò)y(n)的值域{y(i) I i = 1，2-N}， 2b2)查找得出值域{y (i) I i = 1，N}中最大值ymax和最小值ymin ; 2b3)將值域{y⑴|i = 1，2…N}從小到大分為100個區(qū)間，第k個區(qū)間E (k)取值范
2b4)統(tǒng)計值域{y⑴|i = 1，2…N}落在每個區(qū)間E(k)內(nèi)的個數(shù)，分別記為計數(shù)值 C(k), k = 1, 2- 100 ； 2b5)在計數(shù)值C(1)，C⑵，C⑶…C(50)之間比較大小，記錄前50個計數(shù)值C(k)取最 大值時k的取值Ic1 ; 2b6)在計數(shù)值C(51)，C(52)，C(53)…C(100)之間比較大小，記錄后50個計數(shù)值C(k) 取最大值時k的取值k2 ; 2b7)計算區(qū)間EGO的平均值，即為脈沖的近似頂值A(chǔ)'_，計算區(qū)間E(k2)的平均值， 即為脈沖的近似底值A(chǔ)'ba。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述步驟（2c)中以10% A'作為上升沿、下降沿 檢測門限，測量三角調(diào)頻脈沖信號的脈沖個數(shù)，按如下步驟進行： 2cl)將三角調(diào)頻脈沖信號的脈沖個數(shù)記為n，并初始化n為0,從三角調(diào)頻脈沖信號的 起始位置開始查找第一個近似上升沿，將查找結(jié)果記為標(biāo)志位flag，若查找成功，則將標(biāo)志 位flag置1,否則，將標(biāo)志位flag置0 ; 2c2)查找到近似上升沿后，繼續(xù)往后查找近似下降沿，若查找成功，則將標(biāo)志位flag 置1，否則，將標(biāo)志位flag置0 ; 2c3)查找到近似下降沿后，繼續(xù)往后查找近似上升沿，若查找成功，則將標(biāo)志位flag 置1，并令三角調(diào)頻脈沖信號的脈沖個數(shù)n加1，否則，將標(biāo)志位flag置0 ; 2c4)檢測標(biāo)志位flag的當(dāng)前值，若標(biāo)志位flag = 1，則返回步驟（5b)，若標(biāo)志位flag =〇,則結(jié)束查找。
【文檔編號】G01S7/41GK104330782SQ201410613470
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月4日
【發(fā)明者】張林讓, 趙健, 劉藝, 苗雪平, 雷宇 申請人:西安電子科技大學(xué)