[發明專利]一種基于自適應閾值雙門限的脈沖到達時間測量方法

有效

• 申請號: 201911156851.4
• 申請日: 2019-11-22
• 公開（公告）號: CN110988834B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 王喆;戴宗武;史常麗;鐘欣雨
• 申請（專利權）人: 航天恒星科技有限公司
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 茹阿昌

一種基于自適應閾值雙門限的脈沖到達時間測量方法，通過雙門限檢測快速獲得更準確的脈沖到達時間起始位置。包括：選擇雷達采樣回波中的其中一個脈沖，統計均值，自適應設置檢測閾值，通過該閾值標定回波信號每個點；統計不同形式發射波形前后沿抖動誤差，根據誤差容忍范圍，采用自相關方法獲得穩定且連續的信號采樣點，從而得到單一脈沖到達時間。本發明降低了傳統脈沖到達時間測量方法的復雜性，同時提高了脈沖到達時間測量的準確度。

技術領域

本發明一種基于自適應閾值雙門限的脈沖到達時間測量方法，屬于雷達技術領域，能夠應用于雷達技術領域數據采集分析系統，具體地，涉及基于自適應閾值雙門限的脈沖到達時間測量方法。

背景技術

對于雷達技術領域，現代雷達信號處理需要現場采集大量的雷達視頻回波數據，以分析和研究目標回波信號的各種特性，為目標的信息提取和處理提供依據。而隨著當代電子戰的電磁環境愈加惡劣，雷達發射信號的形式變得多種多樣，若要有效分析采集回波的特性，就有必要對多種形式的雷達信號的到達時間進行精確測量，以正確截取目標回波信號。

通常情況下，當信號的信噪比很高時，直接通過合理的門限檢測就可以確定信號的到達時間。然而，在較低信噪比的情況下，由于脈沖前后沿受到噪聲和干擾的影響抖動誤差增大，信號前后沿的采樣點容易埋沒在噪聲或干擾中，不能直接通過固定門限檢測估計信號脈沖到達時間。

為了解決以上問題，通常采用以下方法：。

這些方法存在復雜度較高，實時性較差的問題，采用自適應閾值雙門限測量方法能夠快速準確的定位脈沖前沿，并且復雜度低。通過文獻檢索，多篇專利文獻和非專利文獻中對脈沖到達時間測量方法進行了描述。

專利文獻《一種基于匹配自相關算法的雷達信號TOA估計方法》申請號CN201710034262.3提出了一種基于匹配自相關算法的雷達信號TOA估計方法，它通過粗估計雷達信號起止時間、估計發射雷達信號模型、計算匹配濾波的響應、匹配濾波得到匹配后雷達信號的峰值點四個步驟估計雷達信號TOA，該方法較復雜，實現難度較大，不適用于數據采集分析系統。專利文獻《一種脈沖電磁波到達時刻的探測方法》申請號CN97109239.7提出了一種依據對以往的該種待測電磁波的統計規律確定電磁波到達時刻的探測方法，用于減小脈沖電磁波傳播過程中因為波形變化對其時間標定帶來的誤差，該發明主要應用于電磁波測量定位系統，其定位誤差很小，但太過依賴于對以往的該種待測電磁波的大量統計規律。專利文獻《高精度測量脈沖到達時間的方法和裝置》申請號CN201110398017.3提出了一種高精度測量脈沖到達時間的方法和裝置。它通過設置固定比例生成自適應門限、根據自適應門限確定脈沖初始到達時間、獲得脈沖到達時間偏差、求平均四個步驟測量脈沖到達時間，主要用于機場區對飛機的精確定位和識別，提高機場的安全性。專利文獻《雷達脈沖重復頻率檢測與初始脈沖到達時間的估計方法》申請號CN201610184489.1提出了一種改進的對雷達脈沖重復頻率檢測與初始脈沖到達時間的估計方法，該方法處理效率較高、資源占用較少，但對初始脈沖到達時間估計準確率不高。

非專利文獻“基于自相關算法的TOA估計方法研究”，作者孫超等對用于TOA估計的自相關算法在低信噪比的門限設置問題進行研究，通過對門限設置的改進，減少了因信噪比過低引起的TOA誤判問題；該方法雖然一定程度上降低了誤判問題，但準確度仍然不是很高。非專利文獻(脈沖信號TOA估計方法研究，馬淑歌)對多種形式信號的TOA估計方法進行了研究，提出一種倒數相關累加算法，精度有一定提高，但該方法依賴于信號參數估計精度，一旦其精度變低，信號到達時間的估計精度會變差；另外該文獻還提出Haar小波變換算法，性能更優，但該方法實現復雜度高，且對較復雜形式的信號估計精確度低。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術的不足，提出了一種基于自適應閾值雙門限的脈沖到達時間測量方法，解決了傳統測量方法的估計準確度與實現復雜度相沖突的問題，在保證測量準確度的同時，降低實現復雜度。

本發明解決上述技術問題的技術方案包括：