三角调频脉冲信号的时域调制域参数联合测量方法
【专利摘要】本发明公开了一种三角调频脉冲信号的时域调制域参数联合测量方法，主要解决现有技术测量三角调频脉冲信号参数精度低、运算量大的问题。其实现步骤是：1.通过信号分析仪获取三角调频脉冲信号的实部虚部离散数值；2.根据该离散数值计算三角调频脉冲信号的信号包络；3.由信号包络估计三角调频脉冲信号的近似幅度；4.利用近似幅度设定判决门限，并检测脉冲个数；5.计算各个脉冲的脉冲宽度；6.由脉冲个数、脉冲宽度计算各项时域参数；7.在时域参数基础上计算三角调频脉冲信号的瞬时频率；8.由瞬时频率计算出三角调频脉冲信号的各项调制域参数。仿真结果表明，高信噪比下，本发明方法比现有其他方法运算量小，精度更高。
【专利说明】三角调频脉冲信号的时域调制域参数联合测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及雷达【技术领域】，特别涉及一种三角调频脉冲信号的时域调制域参数联 合测量方法，可用于现代雷达电子战中测量三角调频类雷达信号的关键信息。
【背景技术】
[0002] 三角调频脉冲信号是现代雷达电子战中常采用的一种发射信号，具有对多普勒频 移不敏感性，解决信号能量和距离分辨率矛盾的优点。测量三角调频脉冲信号参数是雷达 信号处理工程领域的重点之一。传统的测量方法仅针对时域或者调制域，未把时域和调制 域结合在一起进行参数测量。而且测量三角调频信号调制域参数需要进行时频分析，常用 的时频分析方法，如短时傅里叶变换STFT和Wigner-Vile分布，它们在对三角调频信号时 频分析时存在着诸多缺陷。STFT存在着窗长和窗函数选择困难的问题，由于使用了傅里叶 变换，运算量较大，而且受测不准准则的限制，不能解决时间分辨率和频率分辨率的矛盾。 Wigner-Vile分布虽然不使用窗函数，不存在STFT的问题，但是对多分量信号如三角调频 信号）进行时频分布时存在着"交叉项"干扰，时频分布将变得模糊，对频率估计不准，而且 它采用了积分运算，运算量较大。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于上述已有技术的不足，提出一种三角调频脉冲信号的时域调制 域参数联合测量方法，来获得准确的线性度等调制域参数，以减小运算量和误差，提高测量 精度。
[0004] 实现本发明目的的技术思路是在联合时域、调制域测量，时域分析时采用统计脉 冲信号包络数值的方法估计判决门限，实现脉冲个数、脉冲宽度等时域参数的测量，在调制 域分析时采用相位差分法来得到信号的瞬时频率曲线，获得准确的线性度等调制域参数。 其技术步骤包括如下：
[0005] (1)测量三角调频脉冲信号的离散数值；
[0006] la)通过雷达接收天线获取三角调频脉冲信号形式的雷达回波；
[0007] lb)用信号分析仪读取得到待测量的三角调频脉冲信号实部I(t)和虚部Q(t)的 数值大小；
[0008] lc)设定采样率fs，抽样选取1秒时间长度的待测量的三角调频脉冲信号实部 I(t)和虚部Q(t)，得到此三角调频脉冲信号实部I(t)和虚部Q(t)的离散取值I(n)、Q(n);
[0009] (2)通过离散取值得到三角调频脉冲信号的时域参数：
[0010] (2a)根据三角调频脉冲信号的实、虚部离散取值I(n)和Q(n)，计算三角调频脉冲 信号包络：
【权利要求】
1. 一种三角调频脉冲信号的时域调制域参数联合测量方法，包括： (1) 测量三角调频脉冲信号的离散数值； la) 通过雷达接收天线获取三角调频脉冲信号形式的雷达回波； lb) 用信号分析仪读取得到待测量的三角调频脉冲信号实部I (t)和虚部Q (t)的数值 大小； lc) 设定采样率fs，抽样选取1秒时间长度的待测量的三角调频脉冲信号实部I (t)和 虚部Q (t)，得到此三角调频脉冲信号实部I (t)和虚部Q (t)的离散取值I (n)、Q (n); (2) 通过离散取值得到三角调频脉冲信号的时域参数： (2a)根据三角调频脉冲信号的实、虚部离散取值I(n)和Q(n)，计算三角调频脉冲信号
(2b)根据三角调频脉冲信号包络y(n)估计出三角调频脉冲信号的近似顶值A'_和近 似底值A' ba，得到近似幅度测量值为：A' = A' _-A' ba ; (2c)用10% A'近似幅度测量值作为上升沿和下降沿的检测门限，检测得到三角调频 脉冲信号的脉冲个数n，用每个脉冲的近似上升沿、近似下降沿的检测门限所在点数除以采 样率，得到相对应的每个脉冲的近似上升沿判决时刻t' #、近似下降沿的判决时刻t' #，计 算脉冲信号各个脉冲的宽度为：T = t' g-t' # ; (2d)在每个脉冲的脉冲宽度内，运用密度分布平均法，计算每个脉冲精确的顶值Atop和底值Aba，并求得每个脉冲精确幅度值A为：A = Attjp-Aba ; (2e)根据每个脉冲的最大值Vmax和最小值Vmin，计算每个脉冲的过冲Sotot，下冲S unte, 脉冲幅度上参考线M±和脉冲幅度下参考线Mt : Sover= Vmax-Atop, Sunder = Aba-Vmin, M上=Aba+90% XA，M下=Aba+10% XA ; (2f)通过脉冲幅度上参考线^和脉冲幅度下参考线Mt，在脉冲宽度T内查找这两条 参考值对应的时刻值，计算出脉冲的上升时间&、下降时间tf，脉冲周期T，关闭时间1。"及 占空比dt : tr - 1^上_1^ 下，上，T - t 下，- T_ T，dt - T /T， 其中：是上升沿中脉冲幅度上参考线对应的时刻，是上升沿中脉冲幅度下 参考线^所对应的时刻，tf±是下降沿中脉冲幅度上参考线^所对应的时刻，tfT是下降沿 中脉冲幅度下参考线MtK对应的时刻，t\T是相邻下一次上升沿中脉冲幅度上参考线M±所对应的时刻； (3) 通过离散取值得到三角调频脉冲信号的调制域参数： (3a)根据三角调频脉冲信号的实、虚部离散取值I(n)和Q(n)，计算三角调频脉冲信号 每个点的瞬时相位：
(3b)根据瞬时相位<?)采用相位差分法对三角调频脉冲信号进行时频分析，提取三角 调频脉冲信号的瞬时频率：
，其中fs为信号的采样率； (3c)根据已得三角调频脉冲信号的每个脉冲的近似上升沿判决时刻t' #、近似下降沿 的判决时刻t' Pf，得到三角调频脉冲信号的每个脉冲的带宽：
2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤（2b)中根据信号包络y(n)估计出脉冲 的近似顶值A' _和近似底值A' ba，按如下步骤进行： 2bl)统计得到信号包络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)将值域{y⑴|i = 1，2…N}从小到大分为100个区间，第k个区间E (k)取值范
2b4)统计值域{y⑴|i = 1，2…N}落在每个区间E(k)内的个数，分别记为计数值 C(k), k = 1, 2- 100 ； 2b5)在计数值C(1)，C⑵，C⑶…C(50)之间比较大小，记录前50个计数值C(k)取最 大值时k的取值Ic1 ; 2b6)在计数值C(51)，C(52)，C(53)…C(100)之间比较大小，记录后50个计数值C(k) 取最大值时k的取值k2 ; 2b7)计算区间EGO的平均值，即为脉冲的近似顶值A'_，计算区间E(k2)的平均值， 即为脉冲的近似底值A'ba。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤（2c)中以10% A'作为上升沿、下降沿 检测门限，测量三角调频脉冲信号的脉冲个数，按如下步骤进行： 2cl)将三角调频脉冲信号的脉冲个数记为n，并初始化n为0,从三角调频脉冲信号的 起始位置开始查找第一个近似上升沿，将查找结果记为标志位flag，若查找成功，则将标志 位flag置1,否则，将标志位flag置0 ; 2c2)查找到近似上升沿后，继续往后查找近似下降沿，若查找成功，则将标志位flag 置1，否则，将标志位flag置0 ; 2c3)查找到近似下降沿后，继续往后查找近似上升沿，若查找成功，则将标志位flag 置1，并令三角调频脉冲信号的脉冲个数n加1，否则，将标志位flag置0 ; 2c4)检测标志位flag的当前值，若标志位flag = 1，则返回步骤（5b)，若标志位flag =〇,则结束查找。
【文档编号】G01S7/41GK104330782SQ201410613470
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月4日 优先权日:2014年11月4日
【发明者】张林让, 赵健, 刘艺, 苗雪平, 雷宇 申请人:西安电子科技大学