(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 111796261 A(43)申请公布日 2020.10.20
(21)申请号 202010533404.2(22)申请日 2020.06.12
(71)申请人 中国船舶重工集团公司第七二四研
究所
地址 210003 江苏省南京市中山北路346号(72)发明人 王谦诚 马若飞 钱鸥
其他发明人请求不公开姓名 (51)Int.Cl.
G01S 13/00(2006.01)G01S 7/02(2006.01)G01S 7/40(2006.01)
权利要求书1页 说明书3页 附图2页
CN 111796261 A(54)发明名称
基于频域多通道统计的雷达信号自适应检测方法(57)摘要
本发明公开了基于频域多通道统计的雷达信号自适应检测方法，用于在复杂电磁环境检测雷达脉冲信号。具体步骤如下。截获接收机的采样率为fs，采用N点FFT，M点的滑窗对采样后的信号做频域变换，以FIFO机制连续存储k次的频谱结果，建立幅度‑频率‑次数矩阵统计每个频率，每个幅度的出现次数，设立占空比门限α(0<α<1),计算幅度‑频率‑次数矩阵中每个频点对应的(1‑α)*k次对应的幅度Fn，在Fn的基础上增加Δf作为检测门限，与下一次滑窗FFT的变换结果逐频点比较，当结果高于信号时认为检测出雷达脉冲，循环该步骤直至没有任何频点高过检测门限，输出连续若干帧的频点起始值、终止值和幅度最大值、持续的滑窗次数等信息作为雷达脉冲测量的参数。
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权 利 要 求 书
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1.基于频域多通道统计的雷达信号自适应检测方法，其特征在于：步骤1：存储连续k的频谱计算结果；步骤2：建立幅度-频率-出现次数二维矩阵，统计k次频谱计算结果在的每个频率通道、每个幅度出现的次数；
步骤3：设置占空比门限α用于控制检测雷达信号占空比，通常雷达信号的占空比小于15％，设置检测幅度修正门限Δf>0,用于控制雷达信号的虚警率，Δf越大虚警率越低，检测能力越差；Δf越小，虚警率越高，检测能力越强；
步骤4：在幅度-频率-出现次数矩阵中，对每个频率通道的按幅度从小到大对出现的次数进行求和∑FN，每次运算后进入步骤5；
步骤5：当∑FN>(1-α)*k时，记录当前的幅度值Fn，进入步骤6，否则返回步骤4；步骤6：将全部的N各频点Fn的基础上增加Δf作为每个频点的检测门限FN，并更新检测门限。
2.根据权利要求1所述的基于频域多通道统计的雷达信号自适应检测方法，其特征在于：所述步骤2中：
步骤2-1：存储连续k的频谱计算结果；步骤2-2：建立幅度-频率二维矩阵，统计k次频率的每个频率、每个幅度出现的次数；步骤2-3：设置占空比门限α用于控制检测雷达信号占空比，通常雷达信号的占空比小于15％，设置检测幅度修正门限Δf>0，用于控制雷达信号的虚警率，Δf越大虚警率越低，检测能力越差；Δf越小，虚警率越高，检测能力越强；
步骤2-4：在幅度-频率矩阵中，对每个频点的从小到大对每个幅度出现的次数进行求和∑FN，每计算一次进入步骤2-5；
步骤2-5：当∑FN>(1-α)*k时，记录当前的幅度值Fn，进入步骤2-6，否则进入步骤2-5；步骤2-6：将全部的N各频点Fn的基础上增加Δf作为每个频点的检测门限FN，并更新检测门限。
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说 明 书
基于频域多通道统计的雷达信号自适应检测方法
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技术领域
[0001]本发明应用于被动雷达信号检测领域，是一种基于频域统计特性在复杂电磁环境自适应检测雷达脉冲信号，减少虚假脉冲生成的方法。背景技术
[0002]现有的雷达信号检测方法都是基于雷达信号处于平稳随机白噪声理论下开展的研究。采用恒虚警技术统计信号的幅度分布特性，建立随时间变化的检测门限。存在的问题是，现代战场上的电磁环境复杂恶劣，采用同一门限检测门限会产生大量的虚假脉冲，从而导致后续的数据处理无法有效对雷达信号进行分类，产生虚警和漏警。[0003]图1是传统的频域恒虚警检测门限示意图。其中通信信号通常以连续波形式出现，其频谱能量分布集中且幅度较高；噪声信号的频谱能量分布集中且幅度较低，雷达信号以脉冲形式出现，无脉冲时为噪声信号幅度较低；有脉冲时，信号能量强，因此频谱能量分布起伏大。传统的恒虚警检测在所有的频域通道共用一个检测门限，很容易将通信信号误检测为雷达信号输出。
发明内容
[0004]本发明的目的在于提出基于频域多通道统计的雷达信号自适应检测方法，旨在解决雷达、通信密集交叠的复杂电磁环境下雷达信号的检测问题。[0005]为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现：[0006]步骤1、存储连续k的频谱计算结果；[0007]步骤2、建立幅度-频率-出现次数二维矩阵，统计k次频谱计算结果在的每个频率通道、每个幅度出现的次数；[0008]步骤3、设置占空比门限α用于控制检测雷达信号占空比，通常雷达信号的占空比小于15％，设置检测幅度修正门限Δf>0,用于控制雷达信号的虚警率，Δf越大虚警率越低，检测能力越差；Δf越小，虚警率越高，检测能力越强；[0009]步骤4、在幅度-频率-出现次数矩阵中，对每个频率通道的按幅度从小到大对出现的次数进行求和∑FN，每次运算后进入步骤2-5；[0010]步骤5、当∑FN>(1-α)*k时，记录当前的幅度值Fn，进入步骤6，否则返回步骤4；[0011]步骤6、将全部的N各频点Fn的基础上增加Δf作为每个频点的检测门限FN，并更新检测门限。
[0012]本发明提出的基于频域多通道统计门限的雷达信号自适应检测方法，针对雷达、通信信号不同的占空比统计特性设立多通道检测门限，可以用于雷达、通信密集交错复杂电磁环境下，有效检测雷达信号，而不会将通信信号误检为雷达信号，从而显著降低虚假脉冲。
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说 明 书
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附图说明
[0013]图1传统频域恒虚警检测与基于频域多通道的统计检测示意图；[0014]图2基于频域多通道统计的雷达信号自适应检测方法处理流程图；[0015]图3基于频域多通道统计的雷达信号自适应检测数据流程图。
具体实施方式
[0016]下面结合附图和实施例对本发明做进一步的解释说明。
[0017]本发明提出了一种基于频域多通道统计的雷达信号自适应检测方法，截获接收机的采样率为FS，采用N点FFT,M点的滑窗对采样后的信号做频域变换，以FIFO机制连续存储k次的频谱结果，建立幅度-频率-次数矩阵统计每个频率，每个幅度的出现次数，设立占空比门限α(0<α<1),计算幅度-频率-次数矩阵中每个频点对应的(1-α)*k次对应的幅度Fn,在Fn的基础上增加Δf作为检测门限，与下一次滑窗FFT的变换结果逐频点比较，当结果高于信号时认为检测出雷达脉冲，循环该步骤直至没有任何频点高过检测门限，输出连续若干帧的频点起始值、终止值和幅度最大值、持续的滑窗次数等信息作为雷达脉冲测量的参数。[0018]首先给出雷达接收机频域检测相关的参数定义：[0019]采样率FS、FFT点数N、为了保证频率测量精度，N/FS>1MHz，FFT滑窗步进M(M[0020]本发明的具体流程如图2、数据流程图如图3所示，其实施步骤如下：[0021]步骤1、对输入信号做N点FFT,M点滑窗的频域变换；[0022]步骤2、产生多通道统计门限方法；[0023]步骤3、对频域变换后的频谱数据同对应频点的检测门限进行比较，只要频谱值超过检测门限，认为检测成功，进入步骤4，否则进入步骤7；[0024]步骤4、判定是否已经PDW，如果是进入步骤5，否则进入步骤6；[0025]步骤5、更新PDW参数，PW增加M/FS；如果当前帧频率最小值比fmin小，更新fmin；如果当前帧频率最大值比fmax要大，更新fmax；如果当前帧的幅度最大值比PA大，更新PA和最大幅度的频率fPA，重复步骤1、2、3；[0026]步骤6、生成一个新的PDW，其中TOA为当前窗的时间，PW为M/FS，fmin为过门限的频率最小值，fmax为过门限的频率最大值，PA为过检测门限的幅度最大值，fPA为最大幅度对应的频率，重复步骤1、2、3；[0027]步骤7、判定是否已生成PDW,如果是，输出PDW参数，PDW参数置0，重复步骤1、2、3。[0028]进一步的，步骤2基于多通道统计的频域检测门限生成包括如下步骤：[0029]步骤2-1、存储连续k的频谱计算结果；[0030]步骤2-2、建立幅度-频率二维矩阵，统计k次频率的每个频率、每个幅度出现的次数；[0031]步骤2-3、设置占空比门限α用于控制检测雷达信号占空比，通常雷达信号的占空比小于15％，设置检测幅度修正门限Δf＞0,用于控制雷达信号的虚警率，Δf越大虚警率
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说 明 书
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越低，检测能力越差；Δf越小，虚警率越高，检测能力越强；[0032]步骤2-4、在幅度-频率矩阵中，对每个频点的从小到大对每个幅度出现的次数进行求和∑FN，每计算一次进入步骤2-5；[0033]步骤2-5、当∑FN＞(1-α)*k时，记录当前的幅度值Fn，进入步骤2-6，否则进入2-5；[0034]步骤2-6、将全部的N各频点Fn的基础上增加Δf作为每个频点的检测门限FN，并更新检测门限。
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说 明 书 附 图
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图1
图2
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说 明 书 附 图
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图3
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