一種基于索引差分的通用雷達(dá)脈沖信號提取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于雷達(dá)信號處理的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于索引差分的通用雷達(dá)脈 沖信號提取方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 外輻射源雷達(dá)系統(tǒng)中，輻射源直達(dá)波脈沖信號中包含輻射源發(fā)射信號的到達(dá)時 間、脈沖寬度、調(diào)制方式、中心載頻等信息，這些信息的獲取是輻射源及目標(biāo)定位、信號參數(shù) 估計以及后續(xù)信號處理的前提和關(guān)鍵步驟。因此，如何有效提取直達(dá)波脈沖是外輻射源雷 達(dá)目標(biāo)探測的關(guān)鍵問題。
[0003]目前，對于脈沖提取的方法主要是門限比較法。該方法通過與一個設(shè)定閾值門限 比較，依次將相鄰兩個大于門限的樣本點作為脈沖上升沿和下降沿。這種方法僅適用于信 噪比非常高、脈沖邊沿曲線光滑、脈內(nèi)信號幅值均大于或小于門限的情況，局限性很大。對 于外輻射源直達(dá)波信號，雖然信噪比較高，但由于外界電磁干擾較多，因此脈內(nèi)頻率成分復(fù) 雜，脈內(nèi)及脈沖邊沿起伏很大，若直接采樣門限比較法，必然會導(dǎo)致直達(dá)波脈沖分裂及信息 缺失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于索引差分的通用雷達(dá)脈沖信號提取方法，能夠 快速、有效提取具有任意調(diào)制方式的脈沖信號上升沿和下降沿，抗噪性能優(yōu)，魯棒性強。
[0005] 實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] -種基于索引差分的通用雷達(dá)脈沖信號提取方法，包括以下步驟：
[0007] 步驟一、設(shè)定可被檢測的最小脈沖寬度Tp及最小脈沖間距Τ Λ;
[0008] 步驟二、獲取輸入信號的噪聲閾值γ。；
[0009] 步驟二具體為：
[0010] S201、計算輸入信號的最大幅值Α_與最小幅值A(chǔ)
[0011] S202、計算閾值粒度，
，其中，P為設(shè)定的整數(shù)，且P > 1 ;
[0012] S203、計算閾值γ (p) = Amin+p · Δρ，ρ = 1，2,…，P ;計算輸入信號幅值小于γ (p) 的樣本個數(shù)Njp);
[0013] S204、計算 Ν〇(ρ)的差分序列，即 d(p) = Ν0(ρ+1)-Ν0(ρ)，ρ = 1，2,…，Ρ-1 ;計算 d(p)取得最大值時的ρ值，記為Ρυ計算p > p i時，d(p)的第一個局部極大值位置，記為 pd;則噪聲閾值γ。= γ (p D);
[0014] 步驟三、提取幅值大于γ。的輸入信號樣本索引號序列，記為I = 1，2，···，N， 式中，?^為Ijn)樣本個數(shù)；
[0015] 步驟四、對L (η)進(jìn)行差分處理，提取差分結(jié)果大于最小脈沖間距ΤΛ的樣本索引 號作為預(yù)選脈沖上升沿；
[0016] 步驟五、對輸入信號序列S進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，得到S'，提取幅值大于γ。的S'索引號序列， 記為 Ι2 (η'），η' = 1，2,…，Ν'，Ν' = Ν，Ν' 為 Ι2 (η'）樣本個數(shù)；
[0017] 步驟六、對Ι2 (η'）進(jìn)行差分處理，提取差分結(jié)果大于最小脈沖間距ΤΛ的樣本索引 號，計算其對應(yīng)的信號序列翻轉(zhuǎn)前索引號并將其作為預(yù)選脈沖下降沿；預(yù)選脈沖上升沿與 預(yù)選脈沖下降沿一一對應(yīng)，組成預(yù)選脈沖；
[0018] 步驟七、從預(yù)選脈沖中剔除脈沖寬度小于預(yù)設(shè)最小脈沖寬度的脈沖，剩余脈沖即 為提取的脈沖。
[0019] 進(jìn)一步地，步驟六的具體過程為：
[0020] S601、對 Ι2(η'）進(jìn)行差分處理得到差分序列為(12(11'）= Ι2(η'）-Ι2(η'-1)，η' = 1，2, ...，Ν，，式中，IJO) = -ΤΛ;
[0021] S602、提取12中脈沖上升沿，即為所有滿足d2(n'）> ΤΛ的η'值，記為n' up;
[0022] S603、由于翻轉(zhuǎn)后信號的上升沿對應(yīng)于翻轉(zhuǎn)前信號的下降沿，因此翻轉(zhuǎn)前信號L 的下降沿索引序列為nd_= flip(L-n' up+l)，式中，flip( ·)為序列翻轉(zhuǎn)操作；L為輸入信 號長度，步驟四中的預(yù)選脈沖上升沿與此處的nd。?-一對應(yīng)，組成S的預(yù)選脈沖。
[0023] 有益效果：
[0024] 本發(fā)明采用自適應(yīng)噪聲閾值門限計算，適用于不同信噪比情況。在脈沖上升沿和 下降沿獲取過程中，僅需要對樣本序列進(jìn)行差分處理，計算簡單。根據(jù)應(yīng)用場景需要所設(shè)定 的最小脈沖間距和最小脈沖寬度，能夠有效剔除由于噪聲干擾尖峰形成的虛假脈沖，提高 了算法的穩(wěn)健性。
【附圖說明】
[0025] 圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的雷達(dá)脈沖信號提取方法流程圖。
[0026] 圖2為本發(fā)明一個實施例的噪聲背景下的線性調(diào)頻脈沖串信號。
[0027] 圖3為本發(fā)明噪聲閾值提取過程中N。隨γ (p)變化曲線。
[0028] 圖4為本發(fā)明噪聲閾值提取過程中d(p)隨ρ變化曲線。
[0029] 圖5(a)為采用基于索引差分法的脈沖提取結(jié)果。
[0030] 圖5 (b)為采用門限比較法得到的脈沖提取結(jié)果。
【具體實施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0032] 本發(fā)明提供了一種基于索引差分的通用脈沖提取方法，其基本思想是：自適應(yīng)計 算噪聲閾值門限，對超過噪聲閾值門限的信號樣本索引號進(jìn)行差分處理，提取差分值大于 最小脈沖間距的索引號作為預(yù)選上升沿，將信號序列翻轉(zhuǎn)，用相同的差分處理方法以及信 號序列翻轉(zhuǎn)前后的對應(yīng)關(guān)系獲得預(yù)選下降沿。上升沿與下降沿一一對應(yīng)，組成預(yù)選脈沖；最 后從預(yù)選脈沖中提取脈沖寬度大于預(yù)設(shè)最小脈沖寬度的脈沖作為最終提取結(jié)果。
[0033] 圖1為本發(fā)明實施例的基于差分索引的脈沖提取方法流程圖。如圖1所示，該方 法具體包括以下步驟：
[0034] 步驟一、設(shè)定可被檢測的最小脈沖寬度Tp及最小脈沖間距Τ Λ;
[0035] 本步驟中，可被檢測的最小脈沖寬度Τρ及最小脈沖間距Τ Λ根據(jù)具體應(yīng)用場景及 需求設(shè)定。
[0036] 步驟二、獲取輸入信號的噪聲閾值γ。;圖2為本實施例的輸入信號；
[0037] 本步驟具體包括子步驟S201~S204。
[0038] S201、計算輸入信號的最大幅值Α_與最小幅值A(chǔ)
[0039] S202、計算閾值粒度
，其中，P為設(shè)定的整數(shù)，且P> 1 ;本實施例 中，P = 100。
[0040] S203、計算閾值γ (p) = Amin+p · Δρ，ρ = 1，2,…，P ;計算輸入信號幅值小于γ (p) 的樣本個數(shù)Njp);得到Ν。隨γ (ρ)變化曲線如圖3所示。
[0041] S204、如圖 4 所示，計算 NQ(p)的差分序列，即 d(p) = NQ(p+l)_NQ(p)，ρ = 1，2,… ，P-1 ;計算d(p)取得最大值時的p值，記為p1;計算p > p i時，d(p)的第一個局