一种基于脉内特征的PRI变换新方法

发布时间：2019-09-30 16:41

【摘要】：脉冲重复间隔(PRI)变换及其改进算法是雷达信号分选领域的经典算法。随着信号环境的日益复杂,不同调制的多种雷达信号,具有交叠严重,PRI分布范围广的特点,加上脉冲抖动现象严重,使传统算法的分选能力大大减弱,甚至会出现分选出错现象。针对上述问题,对改进的传统算法进一步改进,提出一种新的变换分选算法,新方法利用脉冲的脉内特征进行脉冲预分离,大大降低了信号的复杂程度,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新算法的有效性。
【图文】：

编码序列,线性调频信号

FM）线性调频信号[8]是脉冲压缩雷达中最常见的信号形式，，这种体制的雷达具有发射脉冲宽、平均功率大的特点，能够提高雷达的作用距离，在接收时采用匹配滤波器压缩脉冲从而获得窄脉冲，提高距离分辨率，所以这种体制的雷达可以很好地解决距离和距离分辨率的矛盾。LFM信号的数学表达式为：s(t)Arect(tT)exp[j2π(fctK2t2)]，(15)rect(tT)KBT式中：fc为载波频率；为矩形信号；为调频斜率，所以信号的瞬时频率表示为：ffcKt(T2tT2)，(16)典型信号如图1所示：根据文献[8]的推导，可得它的幅度表达式：|S(f)|A√2k{[c(k1)c(k2)]2[s(k1)s(k2)]2}12，(17)相位表达式：(f)πk(ffc)2arctan[s(k1)s(k2)c(k1)c(k2)]。(18)c(k)k0cos(π2x2)dxs(k)k0sin(π2x2)dx式中：运用Fresnel积分公式，，。在满足大时宽带宽积的条件下，根据上式可知LFM信号有如下特性：1）信号的振幅谱接近于矩形函数，频谱宽度近似等于信号的调频变化范围B，与时宽T无关；2）信号的相位谱具有平方律特性。根据LFM信号的特点，可以在信号的接受端设计匹配滤波器，进行脉冲压缩处理，对其进行信号的识别。1.2.3相位编码信号（PSK）和频率编码信号（FSK）PSK和FSK信号形式见式（12）和式（13），雷达信号采用PSK调制后，信号实际上是一种脉冲压缩扩谱信号，信号频谱展宽，功率谱密度降低，接收机可以利用匹配接收得到信号增益，还可以利用数字接收技术对编码序列进行改变。对于FSK信号，脉内各子码频率不同，在子码范围内，瞬时自相关码元无跳变时即为CW信号。2基于脉内特征的

流程图,流程,步骤,脉冲流

信号的脉内特征信息，先将不同调制方式的信号提取分离，再对稀释后的脉冲进行PRI变换，得到雷达脉冲信号的PRI值。算法实现过程如下：1）接收端接收包含脉内特征和到达时间的脉冲流，假设信号的脉内特征已经正确识别，首先根据脉冲的不同调制方式将脉冲流进行划分，形成脉冲子流并编号，此时脉冲流得到了稀释。2）对各个脉冲子流进行PRI变换实现不同脉冲的信号分选，不同体制的雷达脉冲对应不同的PRI谱图。3）对估计出的PRI进行分析与识别，以便后续处理。具体流程框图如图2所示。流程图中的K表示不同调制方式的雷达信号，TOA为脉冲到达时间，先利用脉冲的不同调制信息将脉冲流划分为多个脉冲子流，再对多个脉冲子流进行PRI估计，PRI估计运用改进的PRI变换算法，分析见1.1节，具体工作流程如下：Dk步骤1初始化，设01kK，n=2，mn1；tntm(1)min(1)max步骤2设，若，转入步骤10；若，转入步骤11；bk2kk_highk(1)kp_lowp_high步骤3寻找所在的PRI箱，重叠PRI箱的宽度为，第k个PRI箱的上、下限分别为：、，式中为第k个PRI箱的中心，选择p满足：；k1[((1)min)]1[((1)min)]1(maxmin)K步骤4取，k2=，其中，；k∈[k1k2步骤5当]时，重复步骤6～步骤9；Oktn步骤6初始化时间起点，如果第k个PRI箱第1次使用，设；0(tnOk)k[004999]01步骤7计算初始相位，，，；tm2||0Oktn步骤8转换时间起点，当满足条件：v=1Ok或时，使；(tnOk)kDkDkexp(2πj)步骤9计算相位，更新PRI变换；步骤10mm1，当m1时，转到步骤11，否则转到步骤2；步骤11nn1，当nN时结束流程，否则转入步骤1。3计算机仿
【作者单位】：江苏科技大学电信学院;中国船舶重工集团公司第七二三研究所;
【分类号】：TN957.51

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