[發(fā)明專利]一種基于小波變換及波形整形的2FSK信號(hào)參數(shù)估計(jì)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210747177.2
• 申請(qǐng)日: 2022-06-28
• 公開（公告）號(hào): CN115184876A
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王川川;王華兵;賈銳;朱寧;張寬橋;汪亞;劉志浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍63892部隊(duì)
• 主分類號(hào): G01S7/28
• 分類號(hào): G01S7/28
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務(wù)所(普通合伙) 41112
• 代理人: 關(guān)賀濤

一種基于小波變換及波形整形的2FSK信號(hào)參數(shù)估計(jì)方法，采用頻譜整形進(jìn)行頻率估計(jì)，采用Morlet小波變換得到小波系數(shù)，采用相空間重構(gòu)和奇異值分解濾波對(duì)小波系數(shù)進(jìn)行降噪處理，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行小波脊線提取，綜合運(yùn)用均值濾波和中值濾波對(duì)小波脊線進(jìn)行濾波，然后根據(jù)信號(hào)頻率進(jìn)行小波脊線整形，再進(jìn)行子脈沖寬度和碼元個(gè)數(shù)的估計(jì)；本發(fā)明能夠在0dB甚至0dB以下的條件下，對(duì)頻譜進(jìn)行整形，準(zhǔn)確的提取信號(hào)頻率值，檢測(cè)碼元的跳變時(shí)刻，進(jìn)而準(zhǔn)確的獲得2FSK信號(hào)參數(shù)估計(jì)結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于小波變換及波形整形的2FSK信號(hào)參數(shù)估計(jì)方法。

背景技術(shù)

低截獲概率(Low Probability of Interception,LPI)是現(xiàn)代雷達(dá)應(yīng)滿足的一種重要的戰(zhàn)術(shù)需求。目前還沒有專門的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行定義，研究者們通常將LPI一詞認(rèn)為是雷達(dá)由于具備低發(fā)射功率、低旁瓣、大帶寬以及頻率變化等信號(hào)特征而具有的使敵方接收機(jī)難以截獲檢測(cè)到的一種特性。通過雷達(dá)波形設(shè)計(jì)，使信號(hào)獲得大的時(shí)寬帶寬積，能夠?qū)μ岣呃走_(dá)低截獲性能起到很好的效果。頻率編碼(Frequency Shift Keying,FSK)信號(hào)是LPI雷達(dá)常用的一種調(diào)制樣式，它是一種脈沖壓縮信號(hào)，這種信號(hào)由于運(yùn)用了偽隨機(jī)序列，能量較為分散，且在不同頻率間跳變，因而具有較好的低截獲概率性能。

長(zhǎng)期以來，對(duì)于2FSK信號(hào)參數(shù)的準(zhǔn)確快速估計(jì)，一直是雷達(dá)偵察領(lǐng)域的一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。常用的是基于相位差分的參數(shù)估計(jì)方法，但該方法的抗噪聲性能較差，很難對(duì)碼元的跳變時(shí)刻進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)，也就很難獲得準(zhǔn)確的碼元寬度和碼元個(gè)數(shù)估計(jì)結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種基于小波變換及波形整形的2FSK信號(hào)參數(shù)估計(jì)方法，綜合運(yùn)用Morlet小波變換、頻譜波形整形、小波脊線波形整形處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了在低至0dB情況下的2FSK信號(hào)脈沖寬度、頻率、碼元寬度、碼元個(gè)數(shù)、帶寬的準(zhǔn)確估計(jì)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于小波變換及波形整形的2FSK信號(hào)參數(shù)估計(jì)方法，包括如下步驟：

1)輸入包含脈內(nèi)調(diào)制信息的2FSK信號(hào)序列；

2)將步驟1)中的信號(hào)序列進(jìn)行脈寬估計(jì)，并根據(jù)脈寬將該序列分割成單個(gè)脈沖信號(hào)；

3)將步驟2)中的單個(gè)脈沖信號(hào)均進(jìn)行FFT變換，對(duì)頻譜進(jìn)行整形處理，估計(jì)得到2FSK信號(hào)的頻率和帶寬；

4)將步驟2)中的單個(gè)脈沖信號(hào)進(jìn)行Morlet小波變換，并進(jìn)行濾波處理，得到小波脊線；

5)將小波脊線進(jìn)行整形，估計(jì)得到自脈沖寬度和碼元個(gè)數(shù)；

6)輸出估計(jì)的2FSK信號(hào)頻率、帶寬、脈寬、子脈沖寬度和碼元個(gè)數(shù)。

所述將步驟1)中的信號(hào)序列進(jìn)行脈寬估計(jì)，并根據(jù)脈寬將該序列分割成單個(gè)脈沖信號(hào)的具體做法是：

S21：對(duì)截獲到的信號(hào)進(jìn)行分選和調(diào)制識(shí)別，得到包含脈內(nèi)調(diào)制信息的2FSK信號(hào)序列，表示為x(k),k＝1,2,…,K，K為采樣點(diǎn)數(shù)，采樣頻率為f_s；對(duì)x(k)進(jìn)行幅度歸一化處理，處理后的信號(hào)序列表示為

S22：對(duì)進(jìn)行脈沖寬度估計(jì)，估計(jì)的脈寬表示為PW₁，PW₂，…，PW_N，其中1，2，…，N表示脈沖序號(hào)；將截取為單個(gè)脈沖寬度的信號(hào)序列，表示為其中1，2，…，N表示脈沖序號(hào)，每個(gè)脈沖的時(shí)長(zhǎng)都是一個(gè)脈沖寬度。

所述將步驟2)中的單個(gè)脈沖信號(hào)均進(jìn)行FFT變換，對(duì)頻譜進(jìn)行整形處理，估計(jì)得到2FSK信號(hào)的頻率和帶寬的具體做法是：