[發(fā)明專利]基于頻譜差分熵檢測的自適應(yīng)信道化接收方法

有效

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• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113341378B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅雄軍;崔宗丁;吳菲;盧繼華;謝民;趙碩;鄧博文;高浩東;姜嘉環(huán)
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號: G01S7/285
• 分類號: G01S7/285;G01S7/288;G01S7/36
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本發(fā)明涉及基于頻譜差分熵檢測的自適應(yīng)信道化接收方法，屬于雷達(dá)信號偵察以及信號檢測技術(shù)領(lǐng)域。針對接收寬帶Chirp信號、窄帶Chirp信號和二相編碼信號，使用基于奇型組與偶型多相濾波器組的信道化結(jié)構(gòu)進(jìn)行一級信道化接收，對接收信號的頻譜能量進(jìn)行平滑處理、剔除虛假信號、差分熵檢測、判決寬窄信號以及參數(shù)估計(jì)，得到跨道數(shù)目和信號參數(shù)；根據(jù)跨道數(shù)目，進(jìn)行信道匹配，選取跨道數(shù)目較少的信道化結(jié)構(gòu)；根據(jù)信號參數(shù)，進(jìn)行二級信道化接收，對寬帶信號進(jìn)行信道合并，對窄帶信號進(jìn)行自適應(yīng)頻帶細(xì)分，并進(jìn)行二級信道檢測，提取出有效信號。所述方法具有全概率接收、實(shí)時(shí)性高、檢測準(zhǔn)確度高、可檢測低信噪比復(fù)雜信號以及過濾噪聲能力強(qiáng)的優(yōu)勢。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基于頻譜差分熵檢測的自適應(yīng)信道化接收方法，屬于雷達(dá)信號偵察以及信號檢測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

現(xiàn)代高科技電子戰(zhàn)中，復(fù)雜電磁空間中的未知輻射源數(shù)量多、信號形式多種多樣、信號頻率分布范圍寬、噪聲較大，這使得收集戰(zhàn)場電磁環(huán)境信息的工作變得困難。傳統(tǒng)的數(shù)字接收機(jī)必須要用高速的DSP處理高速的ADC采樣數(shù)據(jù)，而目前的DSP處理數(shù)據(jù)效率較低，會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象，不滿足實(shí)時(shí)性。基于多相濾波器的數(shù)字信道化接收機(jī)是一種高效的降數(shù)據(jù)率的技術(shù)，它不僅能夠使得ADC與DSP數(shù)據(jù)處理速度相匹配，而且它的所有運(yùn)算都置于數(shù)據(jù)抽取之后，加強(qiáng)了系統(tǒng)運(yùn)算的實(shí)時(shí)性。

近年來，研究人員將分析和綜合濾波器組以及信號檢測方法用于信道化接收，提出動(dòng)態(tài)信道化接收技術(shù)。然而，大多數(shù)信道化接收技術(shù)都是固定信道結(jié)構(gòu)，難以同時(shí)處理窄帶與寬帶信號，靈活性不足；對于監(jiān)視頻段內(nèi)的窄帶信號，接收時(shí)存在跨信道的情況，而且難以進(jìn)一步細(xì)分監(jiān)視頻段以提高信號信噪比；在低信噪比的情況下，目前的信號檢測方法很難準(zhǔn)確檢測出目標(biāo)信號所在信道，且容易將虛假信號輸出。

本發(fā)明的目的是致力于解決上述分析和綜合濾波器組以及檢測方法的技術(shù)缺陷，提出了基于頻譜差分熵檢測的自適應(yīng)信道化接收方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有基于分析和綜合濾波器組的信道化方法用于接收雷達(dá)信號時(shí)，存在不能同時(shí)處理窄帶與寬帶信號、接收窄帶信號時(shí)易跨信道且難以進(jìn)一步頻段細(xì)分、低信噪比下檢測準(zhǔn)確率低的技術(shù)問題，提出了基于頻譜差分熵檢測的自適應(yīng)信道化接收方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

所述自適應(yīng)信道化接收方法依托的自適應(yīng)信道化接收系統(tǒng)，包含：一級信道化接收模塊、一級信道檢測和估計(jì)模塊、信道匹配模塊、二級自適應(yīng)信道化接收模塊以及二級信道檢測模塊；

其中，一級信道化接收模塊包含固定相同帶寬的奇型多相濾波器組和偶型多相濾波器組；信道檢測和估計(jì)模塊包括信道檢測子模塊和頻譜感知子模塊；二級自適應(yīng)信道化接收模塊包含多信道合并模塊與動(dòng)態(tài)信道化模塊；

所述自適應(yīng)信道化接收系統(tǒng)中各模塊的連接關(guān)系如下：

一級信道化接收模塊與一級信道檢測和估計(jì)模塊以及信道匹配模塊相連，一級信道檢測和估計(jì)模塊分別與一級信道化接收模塊、信道匹配模塊以及二級自適應(yīng)信道化接收模塊相連，二級自適應(yīng)信道化接收模塊與二級信道檢測模塊相連；

為有效防止跨道現(xiàn)象的發(fā)生，奇型多相濾波器組的接收盲區(qū)正好是偶型多相濾波器組的通帶中心，偶型多相濾波器組的接收盲區(qū)正好是奇型多相濾波器組的通帶中心；信道檢測子模塊采用頻譜差分熵檢測信道有無信號，并利用頻譜突變特征剔除由于濾波器的過渡帶帶來的虛假信號，解決了低信噪比情況下漏檢率較高的問題；頻譜感知子模塊采用短時(shí)傅里葉變換技術(shù)提取信號的中心頻率和帶寬信息，它時(shí)域頻域分辨率良好，能較大提升弱信號的信噪比；

信道匹配模塊根據(jù)信道檢測子模塊的結(jié)果，選擇一級信道化模塊中跨信道數(shù)較少的那一套濾波器組；信道合并模塊利用綜合濾波器組對一級信道化模塊的輸出進(jìn)行寬帶信號的合并，動(dòng)態(tài)信道化模塊能夠根據(jù)頻譜感知結(jié)果自適應(yīng)地調(diào)整分析濾波器組的結(jié)構(gòu)，最大化提升窄帶信號的信噪比；二級信道檢測模塊同樣利用頻譜差分熵檢測進(jìn)行檢測。