基于PRI谱的双门限雷达信号分选算法及其硬件平台设计
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一种基于PRI变换的雷达信号分选方法
作者:王海滨马琦
来源:《现代电子技术》2013年第01期
摘要:信息作战环境日益复杂,而雷达信号分选技术是作为现代信息对抗领域的重要发
展方向之一,对于雷达侦察非常重要。
对于雷达信号分选,基于PRI参数提出了很多分选方法。
传统的PRI变换能克服直方图统计法中的子谐波问题,但抗抖动性差。
讨论了修正的PRI 变换分选算法,有效地克服了传统PRI变换的缺点,并对算法进行了计算机仿真。
最后还讨论了重频参差抖动脉冲序列的分选方法。
关键词:脉冲重复间隔;信号分选; PRI变换;重频参差。
一种对重频调制与抖动信号的PRI变换分选新方法
罗长胜;吴华;程嗣怡
【期刊名称】《电讯技术》
【年(卷),期】2012(052)009
【摘要】针对脉冲重复间隔(PRI)变换法及其改进方法难以分选重频变化信号的问题,提出一种新的信号分选方法,即脉冲相似度检索法.该方法把脉冲相似度引入改进的PRI变换法,根据脉冲相似度对雷达脉冲信号进行搜索、提取.仿真结果表明,该方法不仅使分选更加准确,而且实现了对重频抖动和重频受调制变化信号的分选,其分选准确率达到95%以上.
【总页数】5页(P1492-1496)
【作者】罗长胜;吴华;程嗣怡
【作者单位】空军工程大学工程学院,西安710038;空军工程大学工程学院,西安710038;空军工程大学工程学院,西安710038
【正文语种】中文
【中图分类】TN971
【相关文献】
1.一种新的基于PRI的脉内调制信号分选算法 [J], 蔡丹凤;林伟
2.一种改进型PRI变换雷达信号分选方法 [J], 田芬芳
3.一种基于PRI变换的雷达信号分选方法研究 [J], 徐梁昊;姜秋喜;潘继飞
4.一种基于PRI变换的雷达信号分选方法 [J], 王海滨;马琦
5.一种对多种重频调制类型雷达信号分选算法的研究 [J], 杨承志;肖卫华;吴宏超;李吉民
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基于PRI变换的雷达脉冲序列搜索方法陈涛;王天航;郭立民【摘要】In the complicated radar signal environment, sorting the radar signal pulse correctly is essential to provide efficient data for radar pulse modulation feature recognition and direction finding and localization.A sequence searching method based on pulse repetition interval (PRI) transform algorithm is proposed.The most possible PRI of the target radar is got with the PRI transform under the high pulse losing probability.With the proposed method, the pulse of the PRI is extracted from the pulse flow.By double threshold searching, this method minimizes the possibility of sorting the false pulse due to the high pulse density and the large threshold value.Finally, the simulation of the method is made to sort the target radar including staggered radar, jittered radar and frequency agility radar pulse effectively.%在面对复杂的雷达信号环境时,准确搜索到雷达脉冲可以为雷达调制特征识别、测向定位提供有效的数据基础,对此提出了一种基于脉冲重复周期(pulse repetition interval, PRI)变换法的脉冲序列搜索办法.利用PRI变化法在高脉冲丢失率情况下,求出最有可能的PRI,根据此PRI值,结合本文提出的序列搜索方法对脉冲流中的脉冲进行套取.通过双阈值搜索,减少由于脉冲密度过大导致阈值设定不当而搜索到错误脉冲的情况.最后通过数据仿真,能够有效分选出参差、抖动、捷变频等雷达信号.【期刊名称】《系统工程与电子技术》【年(卷),期】2017(039)006【总页数】7页(P1261-1267)【关键词】信号分选;脉冲重复周期变换法;序列搜索【作者】陈涛;王天航;郭立民【作者单位】哈尔滨工程大学信息与通信工程学院, 黑龙江哈尔滨 150001;哈尔滨工程大学信息与通信工程学院, 黑龙江哈尔滨 150001;哈尔滨工程大学信息与通信工程学院, 黑龙江哈尔滨 150001【正文语种】中文【中图分类】TN95现代雷达信号环境复杂,信号密度大,每秒脉冲数可达百万脉冲级别。
一种复杂电磁环境下雷达信号综合分选方法0 引言雷达脉冲信号分选是雷达对抗侦察系统的关键技术之一,是指从随机交叠的脉冲信号流中分离出各个雷达的脉冲信号并选出有用信号的过程。
当前的分选算法主要基于分析截获信号的各种常规参数,例如到达时间、到达角、载频、脉宽等。
其中利用到达时间的信号分选即PRI 分选在预分析完成后进行,是最终的分选,也是必不可少的分选。
本文将介绍序列差直方图分选算法和改进的PRI 变换算法分选,重点分析由SDIF 和改进的PRI 变换相结合的信号分选算法。
1雷达信号的PRI 特征及其描述雷达信号的PRI 参数是指同一部雷达相邻脉冲之间的时间间隔序列。
一部雷达可能具有几种,甚至几十种工作样式和工作参数。
PRI 是其中工作样式最多、参数范围最大、变化最快的参数。
即使是同一型号的雷达,由于发射机硬件电路的原因,其PRI 也存在微小的变化。
下图分别示出了其中固定PRI 、参差PRI 、抖动PRI 、参差抖动PRI 到达脉冲序列的波形。
图1典型雷达信号PRI 特征其中T 是非变的固定常数,n 为周期参差数,T 1…Tn 为n 个确定性的常数,每经过n 个脉冲,各PRI 值循环变化一次。
n δ一般为在区间[-T ,T]对称分布的随机序列。
2几种常见PRI 估计算法目前利用脉冲到达时间(TOA)来估计脉冲重复间隔已提出了多种算法。
这些算法都是以计算脉冲序列的自相关函数为基础。
下面简要介绍累计差值直方图法、序列差值直方图法、改进的PRI 变化法这三种算法,重点分析由SDIF 和改进的PRI 变换相结合的信号分选算法。
2.1累计差值直方图法累计差值直方图法(CDIF 算法)是基于周期信号脉冲时间相关原理的得一种去交错算法。
它是将TOA 差值直方图法和序列搜索法相结合起来的一种方法。
首先通过累积各级差值直方图来估计原始脉冲序列中可能存在的PRI ,然后以此PIU 来进行序列搜索。
包括直方图估计和序列搜索两个步骤。
一种对重频调制与抖动信号的PRI变换分选新方法罗长胜;吴华;程嗣怡【摘要】针对脉冲重复间隔(PRI)变换法及其改进方法难以分选重频变化信号的问题,提出一种新的信号分选方法,即脉冲相似度检索法.该方法把脉冲相似度引入改进的PRI变换法,根据脉冲相似度对雷达脉冲信号进行搜索、提取.仿真结果表明,该方法不仅使分选更加准确,而且实现了对重频抖动和重频受调制变化信号的分选,其分选准确率达到95%以上.【期刊名称】《电讯技术》【年(卷),期】2012(052)009【总页数】5页(P1492-1496)【关键词】电子侦察;信号分选;重频抖动;PRI变换【作者】罗长胜;吴华;程嗣怡【作者单位】空军工程大学工程学院,西安710038;空军工程大学工程学院,西安710038;空军工程大学工程学院,西安710038【正文语种】中文【中图分类】TN9711 引言随着雷达信号环境的日益复杂,如何从密集、交叠的雷达脉冲流中准确分离出各雷达的脉冲序列是当前急需解决的难题。
利用到达时间(TOA)来估计脉冲重复间隔(PRI)进行的重频分选是最常用和基本的分选手段,其方法有CDIF(Cumulative Difference Histogram)、SDIF(Sequential Difference Histogram)、PRI变换法等[1-2]。
其中CDIF、SDIF法只能分选重频基本固定信号[3-4],而改进的PRI变换法可求出重频抖动或调制信号的PRI值[5-6],但利用传统的序列搜索方法仍难以分选出此类信号。
本文通过分析PRI变换法及其局限性,将脉冲相似度引入到PRI变换法中,增强了方法的实用性,最后通过计算机仿真验证了这种方法的准确性和有效性,使其可以有效分选重频抖动等信号。
2 PRI变换法及其局限PRI变换法是将脉冲序列的TOA差值变换到一个PRI谱中,由对应谱的峰值位置估计出脉冲序列的PRI值。
PRI变换法类似于计算自相关函数的复值积分式,其变换式为[7]式中,N为脉冲个数,tn(n=0,1,2,…,N-1)为脉冲到达时间。
制导与引信GUIDANCE & FUZE第41卷第4期2020年12月Vol. 4 1 No. 4Dec. 2020文章编号:1671-0576(2020)04-0001-06基于多核DSP 的雷达信号分选设计与实现秦令令】,陆满君2,陈涛13 , 张文旭134(1.哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,黑龙江哈尔滨150001 ;2.上海无线电设备研究所,上海201109;3.哈尔滨工程大学工业和信息化部先进船舶通信与信息技术重点实验室,黑龙江哈尔滨150001;4.南京航空航天大学电磁频谱空间认知动态系统工信部重点实验室,江苏南京211106)摘 要:针对实际应用中雷达信号分选的实时性要求,提出了 一种基于TMS320C6678多核数字信号处理器(DSP)的雷达信号分选并行处理架构。
采用预分选与主分选结合的信号分选结构,以主从模式实现多核并行处理,提高雷达信号分选的效率。
实验结果表明,该方法可有效实现雷达信号快速分选,缩短信号分选处理所用时间。
关键词:雷达信号分选;多核数字信号处理器;并行处理中图分类号:TN957. 51文献标志码:ADOI : 10.3969/j.issn.l 6710576.2020.04.001Design and Implementation of Radar Signal SortingBased on Multi-core DSPQIN Ling-ling 1 , LU Man-jun 2 , CHEN Tao 13, ZHA NG Wen-xu 1'3'4(1. School of Information and Communication Engineering , Harbin Engineering University, Harbin 1 50001 , Heilongjiang , China; 2. Shanghai Radio Equipment Research Institute,Shanghai 201109, China ; 3. Key laboratory of Advanced Marine Communication and InformationTechnology ,MinistryofIndustryandInformationTechnology ,HarbinEngineering University, Harbin 1 50001 , Heilongjiang , China ; 4. Key laboratory of Dynamic CognitiveSystem of Electromagnetic Spectrum Space , Ministry of Industry and Information Technology ,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics , Nanjing 211106, Jiangsu , China)Abstract : Aiming at the real-time requirement of radar signal sorting in practical application,a parallel processing architecture of radar signal sorting based on TMS320C6678 multi-core DSP is proposed , which adopts the signal sorting structure combining pre-sorting and master-sorting, realizes multi-core parallel processing in master-slave mode , and improves the efficiency ofradar signal sorting. The experimental results show that this method can realize the rapidsortingofradarsignalse f ectivelyandshortenthetimeofsignalsortingprocess.Key words : radar signal sorting ; multi-core DSP ; parallel processing收稿日期:2020-09-04作者简介:秦令令(995—),女,硕士研究生,主要从事雷达信号分选技术研究。
一种新的PRI变换分选算法李英达;肖立志;于洋;康一丁;王宇【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2014(014)012【摘要】脉冲重复间隔(pulse repetition interval,PRI)变换及其改进算法是雷达信号分选领域的经典算法之一.在早期的信号环境中,各部雷达信号的PRI值相对接近,传统的改进PRI变换算法能够有效地分选PRI抖动雷达信号,因而得到了广泛的应用.随着信号环境的日益复杂,不同雷达发射的信号其PRI值分布在一个较大的范围内,此时传统算法的分选能力大大减弱.针对上述问题,对传统算法中可变时间起点的改变、PRI箱的选择以及门限的确定三个方面进行改进,提出一种新的PRI变换分选算法.新算法中采用了可变的移动因子、固定的箱分辨率以及合理的门限,在保留原算法优点的同时,能够适应PRI值分布在较大范围内的抖动雷达信号分选问题,并通过模拟仿真验证了算法的有效性.【总页数】5页(P209-213)【作者】李英达;肖立志;于洋;康一丁;王宇【作者单位】空军航空大学信息对抗系,长春130022;空军航空大学信息对抗系,长春130022;空军航空大学飞行训练基地飞行修理厂,长春130062;空军航空大学信息对抗系,长春130022;空军航空大学军事仿真研究所,长春130022【正文语种】中文【中图分类】TN957.51【相关文献】1.一种新的基于PRI的脉内调制信号分选算法 [J], 蔡丹凤;林伟2.基于PRI变换的未知雷达信号分选算法研究 [J], 王宇3.基于PRI变换法的脉冲信号分选算法 [J], 乔宏乐;王超;王鹏4.一种基于PRI变换的雷达信号分选方法研究 [J], 徐梁昊;姜秋喜;潘继飞5.基于短时PRI变换的多目标分选和识别算法 [J], 奚银;夏新凡;吴迎春;刘永杰;王耀金因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
通信工程毕业论文题目通讯工程的论文题目虽然有一半文的重要作用,一个好的论文题目除了给整篇通讯工程的论文画龙点睛外,还直接决定着论文的内容、范围、框架结构以及选用的参考资料。
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一种改进的基于PRI参数的雷达信号分选算法
刘明
【期刊名称】《舰船电子工程》
【年(卷),期】2018(038)002
【摘要】论文通过对SDIF算法的深入研究,提出了一种改进的基于PRI参数的雷达信号分选算法,该算法在统计直方图的过程中引入了交叠时间箱的概念,同时还改进了检测门限的计算方法,而且在检测真实PRI值时改进了抑制谐波的方法.仿真实验表明,论文算法在抖动量不超过10%的范围内,分选正确率可达到94%以上,抗重频抖动能力明显提升.
【总页数】5页(P65-68,73)
【作者】刘明
【作者单位】中国人民解放军91336部队秦皇岛 066000
【正文语种】中文
【中图分类】TN971
【相关文献】
1.一种改进型PRI变换雷达信号分选方法 [J], 田芬芳
2.一种基于顺序差值直方图算法的改进雷达信号分选方法 [J], 易波;刘培国;薛国义
3.一种基于改进网格聚类的雷达信号分选算法 [J], 何佃伟;杨承志;张荣;吴宏超
4.一种基于改进DBSCAN的雷达信号分选算法 [J], 王星;陈相;周一鹏;陈游;肖冰松;王洪迅
5.基于改进DSets的无参数雷达信号分选算法 [J], 刘鲁涛;王璐璐;陈涛
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制导与引信GUIDANCE & FUZE第41卷第4期2020年12月Vol. 4 1 No. 4Dec. 2020文章编号:1671-0576(2020)04-0027-06基于短时PRI 变换的多目标分选和识别算法奚 银,夏新凡,吴迎春,刘永杰,王耀金(上海无线电设备研究所,上海201109)摘要:针对经典脉冲重复间隔(PRI )变换类算法和平面变换类算法无法自主获取复杂信号的实时重频变化特性的问题,在修正PRI 变换算法基础上提出短时PRI 变换方法。
该方法结合对目标脉冲序列短时加窗和PRI 变换的方法,获取了目标信号连续的重频变化信息。
仿真结果表明:这种算法不仅能够高精度地估计目标PRI 中心值,还能获取PRI 的特征信息和调制方式,实现实时有效的多目标分选和截获。
关键词:反辐射雷达;信号分选;短时脉冲重复间隔变换;重频抖动中图分类号:TN971文献标志码:ADOI : 10.3969/j.issn.l 6710576.2020.04.006A Novel Algorithm for Multi-signal Deinterleaving andRecognition Based on Short-time PRI TransformXI Yin , XIA Xin-fan , WU Ying-chun , LIU Yong-jie , WANG Yao-jin(Shanghai Radio Equipment Research Institute, Shanghai 201109, China)Abstract : The classical pulse repetition interval (PRI ) transform algorithm and thetraditionalplanetransform technology can notacquire and describethe PRI modulation characteristics of complex signals automatically. To solve the problem , a novel short.-t.imePRI transform algorithm is suggested based on the improved PRI transform algorithm. It combines the t.wo methods of short-time windowing and PRI transform algorithm , to get the modulation information and changing characteristics of the target signals PRI. Thesimulationresults show thatthe proposed algorithm is successfulin deinterleaving and recognizing mult.i-target.as well as accurately estimating the PRI center value. Moreover , thealgorithmcanobtain morePRIchangingcharacteristics.Inthissense ,theproposed method isarealtimeande f ectivemethodformulti-signaldeinterleavingandinterception.Keywords : ant.i-radiat.ion radar; signal deinterleaving ; short-time PRI transformation ;PRIji t er收稿日期:2020-07-21基金项目:空军预研基金(303020503)作者简介:奚 银(1989—)女,硕士,工程师,主要从事被动导引头雷达信号处理技术研究。
一种基于PRI谱特征的复杂雷达信号分选方法王亚莉;胡进【期刊名称】《雷达与对抗》【年(卷),期】2011(031)003【摘要】通过分析雷达截获机所处的复杂雷达信号环境,提出了一种基于PR I谱特征的复杂雷达信号分选方法。
该方法利用PR I变换获取雷达信号PR I谱,并根据各种复杂雷达信号PR I谱特征实现复杂雷达信号的分选工作。
仿真结果表明,该方法能够较好地实现复杂信号环境下雷达信号的分选工作。
%In view of the complex radar signal environment for radar interceptors,a method of the complex radar signal sorting based on the PRI spectrum signatures is presented.The PRI spectrum is obtained through the PRI transform,and the complex radar signal sorting is realized based on the PRI spectrum signatures of various complex radar signals.The simulation results show that the method can better realize radar signal sorting in the complex signal environment.【总页数】4页(P31-34)【作者】王亚莉;胡进【作者单位】91404部队,河北秦皇岛066000;南京船舶雷达研究所,南京210003【正文语种】中文【中图分类】TN957.51【相关文献】1.一种低信噪比下基于时频原子的复杂调制雷达信号分选方法 [J], 张昕然;谢红2.一种基于PRI变换的雷达信号分选方法研究 [J], 徐梁昊;姜秋喜;潘继飞3.基于PRI谱内特征的参差雷达信号分选算法研究 [J], 韩卫国;胡进;倪静静4.基于PRI谱的双门限雷达信号分选算法及其硬件平台设计 [J], 柴娟芳;司锡才;马晓东5.一种基于PRI变换的雷达信号分选方法 [J], 王海滨;马琦因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
第35卷第6期2014年6月仪器仪表学报Chinese Journal of Scientific InstrumentVol.35No.6Jun.2014收稿日期:2014-01Received Date :2014-01*基金项目:国家自然科学基金(61001077,61170276,61271334)资助项目基于差分能量检测的双门限协作频谱感知算法*张学军1,2,严金童2,田峰1,孙知信1(1.南京邮电大学宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室南京210003;2.南京邮电大学电子科学与工程学院南京210003)摘要:在传统双门限能量检测的基础上,对处于双门限之间的认知用户采用差分能量检测方法,提出了一种基于差分能量检测的双门限协作频谱感知(简称差分双门限能量检测)算法。
该算法不仅考虑了噪声的不确定性对系统性能的影响,而且有效克服了传统双门限检测算法中的感知失败问题。
仿真结果表明,差分双门限能量检测可以有效提高系统的频谱感知性能。
另外仿真实验分析了判决系数和信道信噪比对系统性能的影响,结果显示,信噪比越高,判决系统对系数性能影响越显著,且在合理的取值范围内,系统性能随着判决系数取值的减小而提高。
关键词:认知无线电;协作频谱感知;双门限;差分能量检测;噪声不确定性中图分类号:TN915.01文献标识码:A国家标准学科分类代码:510.50Dual-threshold cooperative spectrum sensing algorithmbased on differential energy detectionZhang Xuejun 1,2,Yan Jintong 2,Tian Feng 1,Sun Zhixin 1(1.Key Laboratory of Broadband Wireless Communication and Sensor Network Technology of Ministry of Education ,Nanjing University of Posts and Telecommunications ,Nanjing 210003,China ;2.School of Electronic Science and Engineering ,Nanjing University of Posts and Telecommunications ,Nanjing 210003,China )Abstract :A dual-threshold cooperative spectrum sensing algorithm based on differential energy detection (“differential dual-threshold energy detection ”for short )is proposed ,which applies a novel differential energy detection algorithm for the secondary users between the two thresholds of traditional dual-threshold energy detection algorithm.In the differential dual-threshold energy detection algorithm ,the influence of the noise uncertainty on system performance is considered and the sensing failure problem in traditional dual-threshold detection is effectively overcome.Simulation results show that the proposed algorithm can effectively improve the spectrum sensing per-formance.Besides ,the impacts of the decision coefficient and the channel SNRon system performance are also analyzed in the simula-tion.The result shows that the SNRis higher ,the impact of the decision coefficient is more significant.And within a reasonable range ,as the decision coefficient decreases the system detection performance increases.Keywords :cognitive radio ;cooperative spectrum sensing ;dual-threshold ;differential energy detection ;noise uncertainty1引言随着无线电技术的发展,无线频谱资源日益匮乏,认知无线电技术可以有效提高频谱的利用率。
新体制雷达信号 PRI 样本子图周期搜索提取方法孟祥豪;罗景青;马贤同【期刊名称】《信号处理》【年(卷),期】2015(000)004【摘要】alming at the problem of radar signal extraction of interleaved pulse sequences intercepted by reconnalssance receiver,according to the description technique of pulse recurrence interval(PRI),a pulse extraction algorithm is proposed based on the searching of PRI pulse sequence subpattern(PSS)cycle.In this algorithm,the idea of searching adjacent pul-ses intervals in traditional PRI searching algorithm is replaced by that of searching the PRI-PSS cycle.A two-dimensional extraction function consisting of time of arrival and paracycle of PRI PSS is constructed to store the number of matching pul-ses which conform to a certaln assumed PRI-PSS cycle during the searching process.Then the PRI-PSS cycle is determined according to the maximum value of the function,thus the equivalent pulses can be extracted,realizing the signal extraction of complex type of PRI radar signals.The validity of this method has been verified by simulation experiments.%针对侦察接收机截获的交错脉冲序列中雷达信号的提取问题,在脉冲重复周期(PRI)样本子图描述技术的基础上,提出一种基于 PRI 样本子图周期搜索的脉冲提取算法。
第24卷第1期数据采集与处理V01.24No.12009年1月JournalofDataAcquisition8LProcessingJan.2009文章编号:1004-9037(2009)01一0038—06基于PRI谱的双门限雷达信号分选算法及其硬件平台设计柴娟芳司锡才马晓东(哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,哈尔滨,150001)擒耍:针对修正的PRI变换法无法分选重频参差雷达信号的缺点,提出了一种基于PRI谱的双门限雷达信号分选算法.该算法先对PRI谱设定双门限检测各个准PRI,再结合组合壹看及序列搜索提取各个PRI.同时。
构建了一种预分选、主分选结合的新型分选平台。
预分选利用带有Powerl℃的FPGA构架片上系统,完成对脉冲雷迭信号的实时测量、AOA分类及数据存储,主分选采用DSP专职完成其他雄参数的分选算法.谊分选新算法在保留抑制PRI子谐波优点的同时,对重顿固定、抖动和参差的雷达脉冲信号都有较好的检测结果.视频信号源的大t测试表明,谊分选平台对普通雷达,PRI抖动和参差雷达、频率捷变雷达压一些特殊雷达均具有较好的分选能力.关键词:雷迭信号分选;修正的PRI变换I多参数分选算法I重频参盖;序列搜索中图分类号:TN974文献标识码:ADouble—ThresholdPRISortingAlgorithmBasedonPRISpectrumandItsSortingPlatformDesignChaiJuanfang,SiXicai,MaXiaodong(CollegeofInformationandCommunicationEngineering,HarbinEngineeringUniversity,Harbin,150001,China)Abstract:Adouble—thresholdPRI(pulserepetitioninterval)sortingalgorithmbasedonPRIspectrumisproposedaimedatmodifiedPRltransformmethod.ButthemethodcannotachievethesortingworktostaggeredPRIradarpulses.Firstlythenewalgorithmdetectseveryquasi-PRIbyusingdoublethresholds,andthencombinswithassembledcheckingandsequencesearchingtoextracttherealPRI.Andanewtypeofsortingplatformsisproposed,includingpre-sortingsubsystemandmainsortingsubsystem.Thepre-sortingsubsystemisconstructedbyasystem—on—chipusingVirtex一4FPGAwithPowerPCprocessorstocompletethemeasure—mentandpretreatmenttoradarpulsesinrealtime,thusachievingthefirstsortingwithAOA(angleofarrival)parameterandstoredata.Themainsortingsystemcompletesthemainsort—ingalgorithmwithotherparameters.ThenewsortingalgorithmhastheadvantageofmodifiedPRItransform.Meanwhile,itcandetectthestablePRI,thejitteredPRIandthestaggeredPRI.Experimentalresultsshowthatthesortingplatformsbasedonthealgorithmhavegoodsortingcapability.Keywords:radarsignalsorting;modifiedPRItransform;multi—parametersortingmethod;staggeredPRIradarpulse;sequencesearching引言雷达信号分选是雷达对抗、侦察、信号处理的基金项目:国家基础科研基金(A2420061104—06)资助项目.收稿日期:2008—04-21;修订日期:2008.06.23重要内容,也是进行雷达特征提取、识别以及威胁评估的前提和基础。
现代战争中,各种雷达及精确制导武器的大量使用,使得雷达对抗侦察系统面临的信号环境日趋密集;新体制雷达也层出不穷,使万方数据第1期柴娟芳,等:基于PRI谱的双n限雷达信号分选算法及其硬件平台设计39信号波形越来越复杂多变。
这对现代雷达脉冲信号的分选提出了更高的要求。
目前硬件上实现的分选算法主要还是利用雷达脉冲信号参数:到达角(Angleofarrival,AOA)、载频(Carrierfrequency,CF)、脉宽(Pulsewidth,PW)到达时间(Timeofarrival,TOA)、脉冲幅度(Pulseamplitude,PA),这些参数也叫做脉冲描述字(Pulsedescribeword,PDW)。
雷达脉冲信号的分选包括预分选和主分选两个过程。
预分选是用载频、脉宽等参数对雷达脉冲信号进行预分类,达到稀释脉冲的目的;主分选的任务主要是在预分选之后从脉冲到达时间中提取脉冲重复间隔(Pulserepetitioninterval,PRI)。
PRI的提取方法有很多种,目前常用的主要有序列搜索法、累积差直方图方法[1】、序列差直方图方法[23等。
这些方法实际上都是在计算接收脉冲序列的自相关函数,由于周期信号的相关函数仍然是周期函数,所以在进行检测时,很容易出现信号的脉冲重复间隔及其子谐波同时出现的情况。
针对这个问题,国外学者Nishiguchi提出一种叫PRI变换法[3]的算法,这种方法能够很好地抑制子谐波问题,接着又对这种算法作了两点改进,使修正的PRI变换法E4]对于脉冲重复间隔固定、抖动和滑变的雷达脉冲信号都有很好的检测效果,但是对重频参差的脉冲序列却仍然不适用。
国内有很多学者在修正的PRI变换法基础上提出很多改进的方法C}¨,但是都没有在工程上提出具体的硬件实现的方法。
本文结合具体的工程实际应用对修正的PRI变换法作几点改进,提出基于PRI谱的双门限PRI提取法,并以此作为多参数分选中PRI的主分选算法;同时,本文构建一种新型的分选硬件平台,包括分选预处理子系统和主分选子系统。
预分选子系统利用带有PowerPC处理器的Virtex一4FPGA[10’11】构架片上系统,完成对雷达脉冲的实时测量、AOA分类等预处理;主分选子系统则采用DSPDz,ls]读取双口RAM中的数据专职完成其他维参数的分选。
1基于PRI谱的双门限PRI提取法虽然修正的PRI变换法能够较好地应用于重频固定与抖动的脉冲序列,但是对重频参差信号,该算法的效果并不好[7],如图1所示。
雷达脉冲流中含有两列信号:一列PRI抖动的序列,PRI值为19弘s,抖动量为10%;另一列为重频参差信号,子周期分别为7,11和15雌。
趔誊似“恤b^ILJ.IL.PRI/肛图1修正的PRI变换法检测抖动和三参差混合脉冲序列从图中可以看到,对于非参差的雷达脉冲信号,PRI变换法有不错的效果。
但是对参差脉冲信号运用PRI变换后,不仅在骨架周期处有一个峰值,而且在参差序列的各个子周期也出现峰值,并且重频参差信号的子周期脉冲个数要少于重频固定和抖动的雷达脉冲信号,这反映在仿真图上就是得到的各子周期的检测峰值较小。
此外,还可以看到,由于参差信号各子周期的重复相加计算,使得参差信号的骨架周期的峰值比较明显,峰值与临近的PRI抖动的序列峰值还要高。
图2是一个子PRl分别是P1,P2和P3的3参差的脉冲信号,P为骨架周期。
如果P为一个非参差信号的周期,那么在这段时间内,最多只能有3个值;但是,由于脉冲信号的循环周期性,在做任意两个脉冲之间的差值时,会有7个值为P的差值,分别是脉冲l和脉冲4、脉冲2和脉冲5、脉冲3和脉冲6、脉冲4和脉冲7、脉冲5和脉冲8、脉冲6和脉冲9、脉冲7和脉冲10之间的差值。
根据这一特点得出脉冲组中含有参差脉冲信号,再检测小周期实现对参差雷达的分选。
P:P:JL.......J56子PRI=PI。
P2。
I'3的参差脉冲信号图2参差脉冲的子周期和骨架周期根据上述混合序列的PRI谱特点,将原来修正的PRI变换法作如下几点实用性改进得到基于PRI谱的双门限PRI提取法。
具体如下:(1)用修正的PRI变换法得到待检测脉冲序列中各部雷达脉冲信号的PRI。
.(2)设定较大的第一门限得到峰值较大的各个PRI值,其中重频固定、抖动脉冲序列的PRI和参差信号的帧周期都将被检测出来;设定次小的第二门限得到峰值较小的各个PRI值,其中参差信号的子周期都将被检测出来。
8642OS642O兰E;j;弱~万方数据40数据采集与处理第24卷(3Y组合由第-t]限得到的各个PRI值。
如果发现组合后的准帧周期有接近第一门限得到的PRI值,就可以认为该混合序列中可能有这种组合的参差信号。
以此得到各部参差雷达信号的准参差子PRI及对应的帧周期。
(4)抽取脉冲序列中的PRI固定和抖动信号(第一门限得到的PRI值中没有第(3)步组合PRI对应的就认为是PRI固定或抖动的雷达信号),使序列中仅剩下参差信号及干扰信号。
(5)利用组合成功的准参差子PRI,用序列搜索法,验证并得到参差信号的各个子PRI在脉冲序列中的排列方式。
其中上述提到的第一门限的值可以根据到达时间内最多可能存在的脉冲个数设置,D。
幽----T/rk其中丁表示脉冲持续时间,“是可能的PRI值,如果是非参差雷达,D。
如的值将是这段时间内可能存在的脉冲个数的最大值,但是根据PRI变换法作任意两个脉冲之间的差值的特点,参差雷达的变换值将大于这个门限,重复频率固定、抖动的雷达信号的变换值理论上等于该门限;第二门限的值可以在第一门限的基础上结合可能的参差数,z进行相应调整,也即D缸h—D。
th/n。
实际参差雷达信号的参差数砚一般不会大于8。
在本系统门限设置中,第一门限dl取D2th<d1<D1tII,第二门限d2取D3。
h<d2<D:th’D。
h=T/‰,‰,是第一门限检测到的最大的PRI值或是帧周期。
当然实际分选设置门限时可根据实际情况作适当调整。
通过改进的PRI变换法、设定第一第二门限、组合查看参差信号及序列搜索相结合的方法,就可以实现对PRI固定、抖动和参差雷达脉冲信号的检测。