一种基于数字滤波和时频分析的雷达信号微特征分析系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明属于雷达技术领域，具体涉及一种基于数字滤波和时频分析的雷达信号微特征分析系统。
【背景技术】
[0002]复杂雷达信号的分选和识别一直是电子对抗的关键技术和难题。随着雷达技术的快速发展，常规脉冲雷达信号在雷达环境中的比例已大幅减小，线性调频、非线性调频、相位编码、捷变频等先进雷达信号已经普及。这就对雷达信号的分选与识别提出了更高的要求，需要对雷达信号的微特征进行分析。雷达信号的微特征是雷达信号分选和识别的重要参数，是雷达设备个体特征识别的重要特征之一。因此，对雷达信号进行微特征分析已成为重要的侦察手段。目前理论上有很多分析方法，如小波变换、瞬时自相关等分析方法，但这些算法仍然存在计算量大等缺点，不适合工程应用。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种基于数字滤波和时频分析的雷达信号微特征分析系统，充分发挥了数字滤波的参数自适应功能以及Wigner-Ville分布的时聚性，实现对雷达信号脉内细微特征快速准确的提取和识别，适合工程应用。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于数字滤波和时频分析的雷达信号微特征分析系统，包括高速采样模块，数据读出模块、信号处理模块、显示控制计算机；高速采样模块包括高速A/D采样芯片、数字滤波模块、存储器；所述高速采样模块通过高速SMA接口接受中频信号；所述高速A/D采样芯片对中频信号进行采样；所述数字滤波模块用于对采用信号进行门限判断，获取有效的雷达信号；数字滤波模块在FPGA中实现；所述存储器用于存储滤波后的采样数据；所述数据读取模块用于读取存储器中的采样数据；所述信号处理模块用于对波后的采样数据采用时频分析方法进行调制规律分析；所述显示控制计算机用于下发控制命令和参数。
[0005]进一步，雷达射频信号经信道化接收机混频到550MHz?950MHz中频后，由射频电缆接入高速采样模块的SMA接口，采用2GSPS高速A/D采样芯片对该中频信号进行高速实时采样，一次采样数据深度200M ;然后在数字滤波模块中对采样数据进行数字滤波获得有效的雷达信号并存储到存储器；数据读出模块从存储器中读取数据后发送给信号处理模块，信号处理模块对有效的雷达信号进行时频分析，计算其伪Wigner-Ville分布，提取雷达信号的频谱、调制方式及其细微调制参数。
[0006]进一步，显示控制计算机下发门限值M，数字滤波模块判断连续N个采样值和门限值M的差值的绝对值是否都小于误差R ;若小于误差R，则判断一个脉冲的开始，并打上脉冲开始标志；然后将小于误差R的采样值存入存储器中；当有连续N个采样值和门限的差值的绝对值都小于误差R，认为一个脉冲结束，打上结束标志，停止数据的存入。
[0007]本发明与现有技术相比，其显著优点在于:本发明过对采样信号数字滤波处理，有效地抑制干扰信号并提高了分析速度；通过时频分析能够有效地提取信号的调制规律，通过对载频、脉宽、脉宽上升沿和下降沿测量以及对脉内调制信号的调制规律等参数的提取，能够极大的提高电子对抗设备对雷达信号识别的能力。
【附图说明】
[0008]图1是本发明一种基于数字滤波和时频分析的雷达信号微特征分析系统组成框图。
[0009]图2是使用本发明获得的线性调频信号时频曲线。
[0010]图3是使用本发明获得的二相编码信号的时频曲线。
【具体实施方式】
[0011]如图1所示，本发明基于数字滤波和时频分析的雷达信号微特征分析系统包括高速采样模块，数据读出模块、信号处理模块、显示控制计算机；高速采样模块包括高速A/D采样芯片、数字滤波模块、存储器。
[0012]所述高速采样模块通过高速SMA接口接受中频信号；所述高速A/D采样芯片对中频信号进行采样；
[0013]所述数字滤波模块用于对采用信号进行门限判断，获取有效的雷达信号；数字滤波模块在FPGA中实现；
[0014]所述存储器用于存储滤波后的采样数据；
[0015]所述数据读取模块用于读取存储器中的采样数据；
[0016]所述信号处理模块用于对波后的采样数据采用时频分析方法进行调制规律分析；
[0017]所述显示控制计算机用于下发控制命令和参数。
[0018]工作时，雷达射频信号经信道化接收机混频到550MHz?950MHz中频后，由射频电缆接入高速采样模块的SMA接口，采用2GSPS高速A/D采样芯片对该中频信号进行高速实时采样，一次采样数据深度200M ；
[0019]然后在数字滤波模块中对采样数据进行数字滤波获得有效的雷达信号，具体为:显示控制计算机下发门限值M，数字滤波模块判断连续N个采样值和门限值M的差值的绝对值是否都小于误差R ;若小于误差R，则判断一个脉冲的开始，并打上脉冲开始标志；然后将小于误差R的采样值存入存储器中；当有连续N个采样值和门限的差值的绝对值都小于误差R，认为一个脉冲结束，打上结束标志，停止数据的存入；
[0020]数据读出模块从存储器中读取数据后发送给信号处理模块，信号处理模块对有效的雷达信号进行时频分析，计算其伪Wigner-Ville分布(WVD)分布，提取雷达信号的频谱、调制方式及其细微调制参数。分析人员利用以上参数可以完成对线性调频、非线性调频、相位编码等信号调制规律的识别，可有效地提高雷达侦察系统的信号处理速度及分析精度。本发明中，Wigner-Ville分布(WVD)分布能够分析雷达信号各种脉内调制特征(上升沿、下降沿、脉宽、载频、调制规律、编码信号的编码规律、调频信号的斜率和带宽等)。
[0021]对线性调频信号，伪Wigner-ville分布(WVD)具有理想的时频聚集性，使得瞬时频率曲线与时频能量峰脊重合。线性调频信号的伪Wigner-ville分布(WVD)分布为沿直线f = fO+mt (fO起始频率、m调频斜率)分布的冲击线谱，即信号的时频能量聚集于表示信号的瞬时频率变化规律的曲线上。因此，对线性调频信号在伪Wigner-ville分布(WVD)分布中运用谱峰检测，即可求出信号的瞬时频率，此时得到的结果是无偏的。而相位编码信号是将脉冲宽度T分为N个子脉冲，则子脉冲宽度为τ =Τ/Ν。然后用载波的相位对这些子脉冲进行编码，各个子脉冲之间存在着固定的相移，相移的大小与编码规律有关系。由于各个子码之间存在相位跳变点，因此，反映在瞬时频率上就是存在频率跳变。通过对瞬时频率的提取，可以完成相位编码雷达信号相位跳变点提取。对信号的伪Wigner-ville分布(WVD)进行一阶矩分析，可以得到信号的瞬时频率，从而能够提取相位编码雷达信号的脉内相位跳变点。采用Wigner-ville分布(WVD)分布可以极大的提高电子对抗设备对雷达信号识别的能力。
[0022]本发明采用MATLAB软件仿真了伪Wigner-ville分布计算线性调频和相位编码信号的瞬时频率，得到的结果如图2和图3。从图2和图3可以看出，对于线性调频信号，其频率随着时间成线性变化，它的起始频率Fstart和终止频率Fend可以从时频曲线求得。调频斜而对于相位编码信号，通过伪Wigner-ville分布(WVD)提取信号的瞬时频率，由频率的突变点的变化规律，可以求得相位编码信号的子码宽度和编码规律。
【主权项】
1.一种基于数字滤波和时频分析的雷达信号微特征分析系统，其特征在于，包括高速采样模块，数据读出模块、信号处理模块、显示控制计算机；高速采样模块包括高速A/D采样芯片、数字滤波模块、存储器； 所述高速采样模块通过高速SMA接口接受中频信号； 所述高速A/D采样芯片对中频信号进行采样； 所述数字滤波模块用于对采用信号进行门限判断，获取有效的雷达信号；数字滤波模块在FPGA中实现； 所述存储器用于存储滤波后的采样数据； 所述数据读取模块用于读取存储器中的采样数据； 所述信号处理模块用于对波后的采样数据采用时频分析方法进行调制规律分析； 所述显示控制计算机用于下发控制命令和参数。2.如权利要求1所述基于数字滤波和时频分析的雷达信号微特征分析系统，其特征在于，雷达射频信号经信道化接收机混频到550MHz?950MHz中频后，由射频电缆接入高速采样模块的SMA接口，采用2GSPS高速A/D采样芯片对该中频信号进行高速实时采样，一次采样数据深度200M ;然后在数字滤波模块中对采样数据进行数字滤波获得有效的雷达信号并存储到存储器；数据读出模块从存储器中读取数据后发送给信号处理模块，信号处理模块对有效的雷达信号进行时频分析，计算其伪Wigner-Ville分布，提取雷达信号的频谱、调制方式及其细微调制参数。3.如权利要求1所述基于数字滤波和时频分析的雷达信号微特征分析系统，其特征在于，显示控制计算机下发门限值M，数字滤波模块判断连续N个采样值和门限值M的差值的绝对值是否都小于误差R ;若小于误差R，则判断一个脉冲的开始，并打上脉冲开始标志；然后将小于误差R的采样值存入存储器中；当有连续N个采样值和门限的差值的绝对值都小于误差R，认为一个脉冲结束，打上结束标志，停止数据的存入。
【专利摘要】本发明提出一种基于数字滤波和时频分析的雷达信号微特征分析系统。包括高速采样模块，数据读出模块、信号处理模块、显示控制计算机；高速采样模块包括高速A/D采样芯片、数字滤波模块、存储器；所述高速A/D采样芯片对中频信号进行采样；所述数字滤波模块用于对采用信号进行门限判断，获取有效的雷达信号；所述存储器用于存储滤波后的采样数据；所述数据读取模块用于读取存储器中的采样数据；所述信号处理模块用于对波后的采样数据采用时频分析方法进行调制规律分析；所述显示控制计算机用于下发控制命令和参数。本发明充分发挥了数字滤波的参数自适应功能以及Wigner-ville分布的时聚性，实现对雷达信号脉内细微特征快速准确的提取和识别，适合工程应用。
【IPC分类】G01S7/36
【公开号】CN105652248
【申请号】
【发明人】杨春华, 管振挥, 陆效梅, 王春芸, 丁星军
【申请人】中国船舶重工集团公司第七二三研究所
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2014年11月10日