[發明專利]一種脈沖串信號的頻差估計方法

在審

• 申請號: 202011448809.2
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112578337A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 趙闖;姜宏志;楊靜;趙擁軍;胡德秀;劉成城
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰略支援部隊信息工程大學
• 主分類號: G01S5/06
• 分類號: G01S5/06
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 吳敏

本發明涉及一種脈沖串信號的頻差估計方法，時頻差無源定位技術領域。本發明通過計算各個接收機接收到每個脈沖信號幅頻響應最高點對應的幅值，通過脈沖分選后，由同一脈沖對的兩個信號幅頻響應最高點對應的幅值構成一個新的信號，只需對構成的新信號進行簡單的離散幅頻變換，選取使信號幅頻響應最大時對應的頻率，該頻率即為待估計的兩個接收機接收到的同一脈沖信號的頻差。該方法計算復雜度低，能夠快速實現信號頻差的估計，極大提高了頻差估計的效率，提升了整個系統的實時性。

技術領域

本發明涉及一種脈沖串信號的頻差估計方法，時頻差無源定位技術領域。

背景技術

星載電子偵察設備對空間中的輻射源信號進行偵察截獲，并進行參數測量，得到信號的參數信息。由于空間中輻射源數目多，信號密集，信號傳輸壓力大。所以星載電子偵察設備難以實時將原始信號數據完全傳送到地面數據處理中心。然而當前空間電子偵察的主要任務之一是對輻射源進行定位，傳統的定位參數包括到達角、時差和頻差等三個參數。已有的到達角和時差測量方法均不需要全部的信號數據，然而頻差測量方法需要全部信號數據。

目前的頻差估計方法一般采用的是TDOA/FDOA聯合估計方法，傳統的TDOA/FDOA聯合估計方法需要通過將星載偵察設備偵收的輻射源信號集中到地面的數據處理中心，然而空間中存在大量的輻射源，星載設備難以將信號實時傳送到地面數據處理中心；另一方面，傳統的TDOA/FDOA聯合估計均為基于互相關的方法或者基于最大似然的方法，其中互模糊函數(CAF)方法是一種最常用的方法，它的估計精度很高，但是由于需要進行二維搜索，當數據量增大，其二維搜索的計算量太大。這兩種估計FDOA方法計算效率均很低。因此，針對星載設備偵察的輻射源信號的頻差估計問題，需要解決數據傳輸壓力大，難以通過傳輸全部數據估計頻差以及計算量大的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種脈沖串信號的頻差估計方法，以解決目前頻差估計中中存在效率低、實時性差的問題。

本發明為解決上述技術問題而提供一種脈沖串信號的頻差估計方法，該方法包括以下步驟：

1)對各接收機接收到的每個脈沖信號進行時頻變換，獲取幅頻響應最高點對應的幅值；

2)根據脈沖到達各個接收機的時差信息對任意兩個接收機接收的同一脈沖信號進行配對，分選出各脈沖信號的信號對；

3)對分選出的脈沖對，將其幅頻響應最高點對應的幅值進行共軛相乘，構成新序列；

4)對構成的新序列進行離散幅頻變換，確定幅頻響應最大值對應的頻率，該頻率即為待估計的頻差。

本發明通過計算各個接收機接收到每個脈沖信號幅頻響應最高點對應的幅值，通過脈沖分選后，由同一脈沖對的兩個信號幅頻響應最高點對應的幅值構成一個新的信號，只需對構成的新信號進行簡單的離散幅頻變換，選取使信號幅頻響應最大時對應的頻率，該頻率即為待估計的兩個接收機接收到的同一脈沖信號的頻差。該方法計算復雜度低，能夠快速實現信號頻差的估計，極大提高了頻差估計的效率，提升了整個系統的實時性。

進一步地，為減輕數據處理中心的數據處理壓力，提高頻差估計的效率，所述步驟1)是由接收機處理完成的。

進一步地，為了方便數據傳輸，所述接收機在得到脈沖信號幅頻響應最高點對應的幅值后，將所述幅值添加到脈沖描述字中進行上傳。

進一步地，所述步驟2)、3)和4)是由數據處理中心處理完成。

進一步地，為了快速實現時頻變換，所述步驟1)中的時頻變換采用的是傅立葉變換。

進一步地，兩個不同接收機接收到同一脈沖信號幅頻響應最高點對應的幅值分別為：

S_1n(f)_max＝2πT_pexp(-jnTω₀)