一种星载电磁频谱监测中的信道化检测方法及系统与流程

本申请涉及星载信息处理技术领域，尤其涉及一种星载电磁频谱监测中的信道化检测方法及系统。

背景技术：

随着空间技术的发展，卫星对空间信号实现接收与转发的过程中，电磁频谱监测越发重要。卫星对空间信号实现接收与转发的过程中，若星上检测到有效信号后提取出来，能极大的提高电磁频谱监测中有效信号数传效率。

各子信道频谱和门限已获取，可根据门限检测子信道中是否存在有效窄带信号频谱。若每个子信道单独作频域检测，如果有信号恰好在两个子信道交叠的位置，信道化会将有效目标信号划分到两个子信道上，每个子信道上呈现的信号频谱会比整个有效信号的频谱带宽窄，有错检或漏检的风险。

技术实现要素：

本发明提供了一种星载电磁频谱监测中的信道化检测方法及系统，用以解决现有技术中信道化会将有效目标信号划分到两个子信道上，每个子信道上呈现的信号频谱会比整个有效信号的频谱带宽窄，有错检或漏检的风险的问题。

其具体的技术方案如下：

一种星载电磁频谱监测中的信道化检测方法，所述方法包括：

对采集信号进行信道化处理，得到各个子信道对应的时域信号；

对各个子信道对应的信号进行fft变换，得到各个子信道对应的频域信号；

根据子信道对应的频域信号，计算各个子信道对应的检测门限，并得到各个子信道对应的检测门限：

提取出各个子信道中的有效信号，并将所述有效信号在连续的频域上拼接得到连续的待检测信号；

根据各个子信道对应的检测门限对连续的待检测信号进行连续检测，并提取出有效有频点。

可选的，根据各个子信道对应的检测门限对连续的待检测信号进行连续检测，包括：

确定有效信号在连续的频域上对应的带宽；

确定每个带宽对应的检测门限；

在进行连续检测时，分别对每个带宽使用对应的检测门限进行检测。

一种星载电磁频谱监测中的信道化检测系统，所述系统包括：

信道化模块，用于对采集信号进行信道化处理，得到各个子信道对应的时域信号；

fft变换模块，用于对各个子信道对应的信号进行fft变换，得到各个子信道对应的频域信号；

门限生成模块，用于根据子信道对应的频域信号，计算各个子信道对应的检测门限，并得到各个子信道对应的检测门限；

处理模块，用于提取出各个子信道中的有效信号，并将所述有效信号在连续的频域上拼接得到连续的待检测信号；根据各个子信道对应的检测门限对连续的待检测信号进行连续检测，并提取出有效有频点。

可选的，所述处理模块，具体用于确定有效信号在连续的频域上对应的带宽；确定每个带宽对应的检测门限；在进行连续检测时，分别对每个带宽使用对应的检测门限进行检测。

通过本发明所提供的一种星载电磁频谱监测中的信道化检测方法，可以在对采集信号进行信道化处理之后，提取出各个子信道的有效信号，并将各个子信道的信号进行拼接合并，最后通过各个子信道的检测门限对连续信号进行连续检测，这样就避免了对采集信号的漏检以及错检，进而提升了信号检测的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例中一种星载电磁频谱监测中的信道化检测方法的流程图；

图2为本发明实施例中星载电磁频谱监测中的信道化检测执行流程图；

图3(a)为本发明实施例中基带信号频谱示意图；

图3(b)为本发明实施例中信道化后各子信道频谱示意图；

图4为本发明实施例中子信道频谱示意图；

图5为本发明实施例中6个子信道有效频谱合并示意图；

图6为本发明实施例中一种星载电磁频谱监测中的信道化检测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解，本发明实施例以及实施例中的具体技术特征只是对本发明技术方案的说明，而不是限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的具体技术特征可以相互组合。

如图1所示为本发明实施例中一种星载电磁频谱监测中的信道化检测方法的流程图，该方法包括：

s101，对采集信号进行信道化处理，得到各个子信道对应的时域信号；

s102，对各个子信道对应的信号进行fft变换，得到各个子信道对应的频域信号；

s103，根据子信道对应的频域信号，计算各个子信道对应的检测门限，并得到各个子信道对应的检测门限；

s104，提取出各个子信道中的有效信号，并将所述有效信号在连续的频域上拼接得到连续的待检测信号；

s105，根据各个子信道对应的检测门限对连续的待检测信号进行连续检测，并提取出有效有频点。

具体来讲，本发明的技术方案可以按照图2所示的流程执行，如图2所示为信道化频谱连续检测算法流程。将采集到的基带信号先作信道化处理，信道化后的信号分成两路；其中一路信号作fft变换得到各子信道频谱，另一路用于生成信道化后的各子信道的检测门限；将门限与子信道频谱输入子信道合并与连续检测模块，作连续频域检测；将检测到的点提取出来，映射为对应的频点；最后将窄带信号提取出来。

其中，信道化的处理方法如下：

信道化包含混频和抽取滤波，具体计算方式如公式1所示：

yk(n)＝[i(n)+jq(n)].e-jwn式(1)

输入基带信号采样率fs、带宽bw，信道化将信号带宽bw划分为n段，各子信道带宽为bw/n，按式(1)混频操作将n个子信道中心频率分别搬移到0频，式1中i(n)、q(n)为输入宽带信号，w为各子信道的中心频率，然后再作d倍抽取滤波处理。

设输基信号采样率fs为60mhz，带宽bw＝为36mhz(±18mhz)，将信号划分为6个子信道，抽取滤波倍数d为8，那么信道化后各子信道的带宽为6mhz，采样率fs_sub为7.5mhz如式(2)所示：

fs_sub＝fs/d＝60/8＝7.5mhz式(2)

基带信号频谱示意图如图3(a)所示，划分的6个子信道中心频率分别为-15mhz、-9mhz、-3mhz、3mhz、9mhz和15mhz。信道化后各子信道频谱如图3(b)所示。

子信道fft变换的处理方法如下：

信道化后得到6个子信道的时域信号，信号频域检测需对各子信道时域信号作fft变换，设定fft长度l为32768。fft变换得到频谱的频率分辨率如式(3)所示，fs_sub为子信道采样率，f_res为频率分辨率。

f_res＝fs_sub/l＝7.5mhz/32768＝228.88hz式(3)

根据子信道采样率7.5mhz，有效带宽6mhz，fft长度32768可得各子信道有效带宽对应的频谱点数取整数个点即26214，子信道频谱如图4所示。

门限生成的处理方法如下：

频域检测除了获取信号频谱，还需获取检测门限。检测门限采用自适应门限获取方法如式(4)所示，yk(n)为子信道时域信号，thre_coef为门限系数，threk为第k各子信道的自适应门限。

threk＝thre_coef*(∑|yk(n)|2)式(4)

根据式(4)可得获取自适应门限的步骤为：

1、对32768个时域信号的点分别求模的平方；

2、对32768个模的平方求和得到噪声功率；

再用噪声功率乘以门限系数thre_coef，即可得到自适应门限。

子信道连续检测的处理方法如下：

本方法中将各子信道的有效频谱提取出来，合并这些有效频谱，再作连续频域检测，就解决了信号漏判风险。将6个子信道有效频谱合并如图5所示。

对合并后有效带宽的频谱作连续检测，连续检测过程中需根据各子信道切换检测门限。当点数小于26214，检测门限切换为子信道1的门限；点数大于26214，小于26214*2时，检测门限切换为子信道2的门限；点数大于26214*2，小于26214*3时，检测门限切换为子信道3的门限；点数大于26214*3，小于26214*4时，检测门限切换为子信道4的门限；点数大于26214*4，小于26214*5时，检测门限切换为子信道5的门限；点数大于26214*5，小于26214*6时，检测门限为切换为子信道6的门限。检测到有效信号后，将信号在图5中的位置记录下来，后续再作频点提取。

频点提取的处理方法如下：

检测到的频点位置如上图5中已经对应到真实的频率上。0-26216点对应-18mhz～-12mhz；26214～26214*2点对应-12mhz～-6mhz；26214*2～26214*3点对应-6mhz～-0mhz；26214*3～26214*4点对应0mhz～6mhz；26214*4～26214*5点对应6mhz～-12mhz；26214*5～26214*6点对应12mhz～18mhz。

若检测到的点位置在13108、39324、65538、91752、117966和144180，有效信号对应的实际频率fc则依次为-15mhz、-9mhz、-3mhz、3mhz、9mhz和15mhz。检测到的信号连续超过检测门限的，则认为是同一个信号，当检测信号小于检测门限后，检测到的下一个超过检测门限的信号认为是下一个有效信号。

通过本发明所提供的一种星载电磁频谱监测中的信道化检测方法，可以在对采集信号进行信道化处理之后，提取出各个子信道的有效信号，并将各个子信道的信号进行拼接合并，最后通过各个子信道的检测门限对连续信号进行连续检测，这样就避免了对采集信号的漏检以及错检，进而提升了信号检测的准确性。

另外，本发明实施例中还提供了一种星载电磁频谱监测中的信道化检测系统，如图6所示为该系统的结构示意图，该系统包括：

信道化模块601，用于对采集信号进行信道化处理，得到各个子信道对应的时域信号；

fft变换模块602，用于对各个子信道对应的信号进行fft变换，得到各个子信道对应的频域信号；

门限生成模块603，用于根据子信道对应的频域信号，计算各个子信道对应的检测门限，并得到各个子信道对应的检测门限；

处理模块604，用于提取出各个子信道中的有效信号，并将所述有效信号在连续的频域上拼接得到连续的待检测信号；根据各个子信道对应的检测门限对连续的待检测信号进行连续检测，并提取出有效有频点。

进一步，所述处理模块604，具体用于确定有效信号在连续的频域上对应的带宽；确定每个带宽对应的检测门限；在进行连续检测时，分别对每个带宽使用对应的检测门限进行检测。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改，包括采用特定符号、标记确定顶点等变更方式。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。