本發(fā)明屬于雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種鋸齒波線性調(diào)頻信號(hào)參數(shù)提取方法。

背景技術(shù)：

偵察過程中，為提高測(cè)距精度和距離分辨力，信號(hào)必須有大的帶寬；為提高測(cè)速精度和速度分辨率，信號(hào)又必須有大的時(shí)寬。由于線性調(diào)頻脈沖信號(hào)的時(shí)寬帶寬之積較大，故線性調(diào)頻信號(hào)在現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)中被廣泛使用。在雷達(dá)信號(hào)處理中，一次相位參數(shù)和二次相位參數(shù)分別對(duì)應(yīng)高速目標(biāo)的初始速度和加速度，其估計(jì)的準(zhǔn)確性對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)的勝利將起到重要作用。

對(duì)于雷達(dá)引信信號(hào)的參數(shù)提取，如中國(guó)發(fā)明專利“一種線性調(diào)頻信號(hào)的檢測(cè)與參數(shù)方法”(申請(qǐng)?zhí)枺篶n102999473公開日2013.03.27)所述，首先對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行量綱歸一化，而后利用分?jǐn)?shù)階傅立葉變換自適應(yīng)計(jì)算，求取信號(hào)斜率及中心頻率。但其沒有給出信號(hào)幅值及相位的提取方案；并且，該專利基于收發(fā)同步的前提下，進(jìn)行參數(shù)提取的，在不確定初始位置的情況下，算法將無法進(jìn)行。

如中國(guó)發(fā)明專利“一種基于pwd-hough變換的smsp干擾識(shí)別與參數(shù)估計(jì)方法”(申請(qǐng)?zhí)枺篶n105044687a公開日2015.11.11)所述，通過對(duì)雷達(dá)接收信號(hào)的魏格納分布進(jìn)行hough變換，將時(shí)頻分布上所有點(diǎn)在一點(diǎn)上進(jìn)行累積，通過提取峰值位置進(jìn)行類型識(shí)別。該方法基于信號(hào)的時(shí)頻，故存在抗噪聲性能較差的問題；另外，上述方法都只是基于仿真實(shí)驗(yàn)過程，沒有提供高模擬度的硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)用性不強(qiáng)。

總之，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是：雷達(dá)信號(hào)參數(shù)提取精度低，執(zhí)行速度慢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種鋸齒波線性調(diào)頻信號(hào)參數(shù)提取方法，雷達(dá)參數(shù)提取精度高，執(zhí)行速度快。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為：

一種鋸齒波線性調(diào)頻信號(hào)參數(shù)提取方法，包括如下步驟：

(10)接收信號(hào)：接收來自發(fā)射源的射頻信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)；

(20)識(shí)別信號(hào)制式：確定數(shù)字信號(hào)的周期和初始位置，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制制式的識(shí)別；

(30)提取信號(hào)參數(shù)：對(duì)信號(hào)的各項(xiàng)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行提取。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)為：

1、雷達(dá)參數(shù)提取精度高：本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有提取方法不考慮信號(hào)收發(fā)時(shí)延所導(dǎo)致的不準(zhǔn)確性，開辟了一種確定未知信號(hào)初始位置的新思路，使得提取精度大大提高；另外，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)只處于實(shí)驗(yàn)仿真階段、實(shí)用性不強(qiáng)的特點(diǎn)，使得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率更高。

2、執(zhí)行速度快：本發(fā)明相較于現(xiàn)有的算法，運(yùn)算復(fù)雜度較低，將識(shí)別部分中得到的某些結(jié)果直接用于參數(shù)提取的算法中，大大提高了算法的效率；另外，規(guī)避了大部分軟件平臺(tái)接收、存儲(chǔ)和識(shí)別提取分步進(jìn)行的不足，在labview平臺(tái)上可將發(fā)射、接收和識(shí)別提取并列進(jìn)行，提升了執(zhí)行效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明鋸齒波線性調(diào)頻信號(hào)參數(shù)提取方法的主流程圖。

圖2是圖1中信號(hào)制式識(shí)別步驟的流程圖。

圖3是圖1中信號(hào)參數(shù)提取步驟的流程圖。

圖4是鋸齒波線性調(diào)頻時(shí)頻分布圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本發(fā)明鋸齒波線性調(diào)頻信號(hào)參數(shù)提取方法，包括如下步驟：

(10)接收信號(hào)：接收來自發(fā)射源的射頻信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)；

所述(10)信號(hào)接收步驟具體為：

將發(fā)射源產(chǎn)生的射頻信號(hào)經(jīng)天線接收下來，與本振源提供的載頻信號(hào)一同進(jìn)行下變頻，得到模擬中頻信號(hào)，再將該模擬中頻信號(hào)中頻數(shù)字化，得到數(shù)字信號(hào)。

(20)識(shí)別信號(hào)制式：確定數(shù)字信號(hào)的周期和初始位置，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制制式的識(shí)別；

如圖2所示，所述(20)信號(hào)制式識(shí)別步驟包括：

(21)確定周期：通過自相關(guān)函數(shù)確定信號(hào)周期；

所述(21)周期確定步驟具體為：

檢測(cè)連續(xù)的鋸齒波線性調(diào)頻信號(hào)自相關(guān)峰值出現(xiàn)的位置，即得到信號(hào)周期t，其中，

當(dāng)-t≤τ<0時(shí)，τ為位移量，自相關(guān)函數(shù)表示為，

當(dāng)0≤τ<t時(shí)，自相關(guān)函數(shù)表示為：

于是，單周期鋸齒波線性調(diào)頻信號(hào)自相關(guān)函數(shù)的幅值為，

由上述二式，當(dāng)τ＝0和τ＝t時(shí)，得到|ru(τ)|的最大值，即自相關(guān)峰值。

(22)確定初始位置：通過短時(shí)傅里葉變換得到信號(hào)的時(shí)頻分布，并由此確定其初始位置；

所述(22)初始位置確定步驟包括：

(221)時(shí)頻分布圖獲取：在接收的信號(hào)中截取長(zhǎng)度為三個(gè)周期的信號(hào)，對(duì)其做短時(shí)傅里葉變換后，得到信號(hào)對(duì)應(yīng)的時(shí)頻分布圖，如圖4所示，其中t＝0處函數(shù)值可能是[f(0),f(t)]范圍內(nèi)任意一點(diǎn)；

(222)終點(diǎn)位置坐標(biāo)確定：在[t,3t]范圍內(nèi)對(duì)函數(shù)進(jìn)行最大值的搜索，找出最大值所對(duì)應(yīng)橫坐標(biāo)位置，即為信號(hào)的終點(diǎn)位置坐標(biāo)te；

(223)初始位置獲取：根據(jù)終點(diǎn)位置坐標(biāo)te和信號(hào)周期長(zhǎng)度t，確定該周期內(nèi)信號(hào)的初始位置，即ts＝te-t，截取[ts,te]內(nèi)信號(hào)，作為一個(gè)完整的單周期信號(hào)，供制式識(shí)別。

(23)識(shí)別調(diào)制制式：采用分?jǐn)?shù)階傅立葉變換對(duì)信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，判斷其調(diào)制制式。

所述(23)調(diào)制制式識(shí)別步驟包括：

(231)分?jǐn)?shù)階頻域譜構(gòu)建：在一定范圍內(nèi)，均勻地選取n個(gè)數(shù)值，

p＝0,δp,2δp…,(n-1)δp，

分別作為n次分?jǐn)?shù)階傅立葉變換的階數(shù)，將n次變換中所獲得的n個(gè)最大值，共同構(gòu)成一個(gè)分?jǐn)?shù)階頻域譜；

(232)信號(hào)制式識(shí)別：搜索分?jǐn)?shù)階頻域譜中的最大值σf，根據(jù)統(tǒng)計(jì)概率設(shè)置一個(gè)閾值門限σd；當(dāng)σf>σd時(shí)，判斷信號(hào)為鋸齒波線性調(diào)頻信號(hào)；

(233)峰值變換階確定：找到峰值σf處對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)，即為峰值變換階pf。

(30)信號(hào)參數(shù)提?。簩?duì)信號(hào)的各項(xiàng)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行提取。

如圖3所示，所述(30)信號(hào)參數(shù)提取步驟包括：

(31)提取調(diào)制周期：將數(shù)字信號(hào)的周期t作為調(diào)制周期tm，即

tm＝t；

(32)提取調(diào)制斜率：按下式提取調(diào)制斜率k，

式中，fs為采樣率，n為信號(hào)點(diǎn)數(shù)，pf為峰值變換階數(shù)

(33)提取載波頻率：按下式提取載波頻率f0，

f0＝arg{max{fft[s(t)·exp(-jπkt²)]}}，

式中，s(t)鋸為齒連續(xù)波線性調(diào)頻信號(hào)，fft()為對(duì)信號(hào)做傅立葉變換，max()為取最大值，arg()為求取反函數(shù)；

(34)提取幅值：按下式提取幅值，

a＝|s(t)·exp(-j·[2πf0t+πk·t²])|/t，

(35)提取初始相位：按下式提取初始相位，

ph()為對(duì)信號(hào)取相位。