复杂电磁环境下无线电引信信号制式的高效分选识别方法及系统

    技术2025-03-14  42


    本发明涉及无线电引信信号制式分选识别技术,具体涉及一种复杂电磁环境下无线电引信信号制式的高效分选识别方法及系统。


    背景技术:

    1、无线电引信采取多种措施,探测精度和抗干扰能力有了大幅度提高,无线电引信也发展出了多种体制,包括连续波多普勒、调频、脉冲多普勒、伪码调相等。无线电引信正朝着新体制、高精度、智能化方向发展。因此,研究如何从接收到的多分量混合信号中分选识别出真实引信信号的调制制式是对其进行针对性干扰的前提,具有十分重要的意义。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种复杂电磁环境下无线电引信信号制式的高效分选识别方法及系统。

    2、实现本发明目的的技术方案为:一种复杂电磁环境下无线电引信信号制式的高效分选识别方法,包括以下步骤:

    3、数据预处理:针对四种不同制式的无线电引信信号与背景噪声的叠加信号,采用窄带滤波技术,去除噪声成分;

    4、占空比测量:根据相邻系统时钟边沿信号的差值,确定有效的信号变化值,识别并分选出占空比小于预设阈值的脉冲信号;

    5、频谱测量:将滤波后的信号进行fft变换,基于归一化瞬时频率的直方图能量集中性特征,并根据滤波器相同输出模式,计算信号的频率分量,分选出调频信号;

    6、相位测量:运用cordic算法对引信信号复数信号进行测相处理,得到信号的瞬时相位,通过多周期测量,得到信号之间的相位差,确定信号相位的跳变数,实现对调相信号和连续波多普勒信号的分选。

    7、进一步的,对输入的滤波信号利用滑动窗口对相邻两个系统时钟边沿的信号差值进行测量,得到信号的差值信息,设置阈值h,将信号差值大于h的视为一次有效的信号幅度变化值,根据脉冲信号在时域中仅有有限的信号变化次数,分选识别出脉冲信号。

    8、进一步的,对输入的滤波信号进行n点fft运算,基于fpga的fftip核求解出fft运算结果,将运算结果通过乘法器输出信号的能量图,在信号的能量图中计数信号的有效频率分量个数,由于滤波信号的输出位数一致,根据有效频率的分量个数区分识别出调频信号。

    9、进一步的,基于cordic算法对信号进行相位的测量,信号以复数信号的形式进入cordicip核,选择arctan模式,对输入的信号进行相位的计算,得到信号的瞬时相位变化曲线,然后对瞬时相位做差分,同时测量多个周期内的相位差变化情况,非调相信号的相位信号应该符合线性变化,调相信号会出现多个相位突变的点,据此根据相位差的变化区分出连续波多普勒信号和伪码调相信号。

    10、一种复杂电磁环境下无线电引信信号制式的高效分选识别系统,包括:

    11、数据预处理模块,针对四种不同制式的无线电引信信号与背景噪声的叠加信号,采用窄带滤波技术,去除噪声成分;

    12、占空比测量模块,根据相邻系统时钟边沿信号的差值,确定有效的信号变化值,识别并分选出占空比小于预设阈值的脉冲信号;

    13、频谱测量模块,将滤波后的信号进行fft变换,基于归一化瞬时频率的直方图能量集中性特征,并根据滤波器相同输出模式,计算信号的频率分量,分选出调频信号;

    14、相位测量模块,运用cordic算法对引信信号复数信号进行测相处理,得到信号的瞬时相位,通过多周期测量,得到信号之间的相位差,确定信号相位的跳变数,实现对调相信号和连续波多普勒信号的分选。

    15、一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现上述的复杂电磁环境下无线电引信信号制式的高效分选识别的方法。

    16、一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序呗处理器执行时实现上述的复杂电磁环境下无线电引信信号制式的高效分选识别的方法。

    17、与现有技术相比,本发明的显著优点为:本发明在zynq rfsocs开发板的基础上,从建立复杂电磁环境下引信侦察系统接收信号的建模出发,运用了占空比测量、频率分量测量和相位测量等多种技术手段,实现了对四种引信信号制式的精准分选识别,通过利用现场可编程门阵列(fpga),更快地实现信号制式的分选识别。



    技术特征:

    1.一种复杂电磁环境下无线电引信信号制式的高效分选识别方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述的复杂电磁环境下无线电引信信号制式的高效分选识别方法,其特征在于,对输入的滤波信号利用滑动窗口对相邻两个系统时钟边沿的信号差值进行测量,得到信号的差值信息,设置阈值h,将信号差值大于h的视为一次有效的信号幅度变化值,根据脉冲信号在时域中仅有有限的信号变化次数,分选识别出脉冲信号。

    3.根据权利要求1所述的复杂电磁环境下无线电引信信号制式的高效分选识别方法,其特征在于,对输入的滤波信号进行n点fft运算,基于fpga的fftip核求解出fft运算结果,将运算结果通过乘法器输出信号的能量图,在信号的能量图中计数信号的有效频率分量个数,由于滤波信号的输出位数一致,根据有效频率的分量个数区分识别出调频信号。

    4.根据权利要求1所述的复杂电磁环境下无线电引信信号制式的高效分选识别方法,其特征在于,基于cordic算法对信号进行相位的测量,信号以复数信号的形式进入cordicip核,选择arctan模式,对输入的信号进行相位的计算,得到信号的瞬时相位变化曲线,然后对瞬时相位做差分,同时测量多个周期内的相位差变化情况,非调相信号的相位信号应该符合线性变化,调相信号会出现多个相位突变的点,据此根据相位差的变化区分出连续波多普勒信号和伪码调相信号。

    5.一种复杂电磁环境下无线电引信信号制式的高效分选识别系统,其特征在于,包括:

    6.根据权利要求5所述的复杂电磁环境下无线电引信信号制式的高效分选识别系统,其特征在于,对输入的滤波信号利用滑动窗口对相邻两个系统时钟边沿的信号差值进行测量,得到信号的差值信息,设置阈值h,将信号差值大于h的视为一次有效的信号幅度变化值,根据脉冲信号在时域中仅有有限的信号变化次数,分选识别出脉冲信号。

    7.根据权利要求5所述的复杂电磁环境下无线电引信信号制式的高效分选识别系统,其特征在于,对输入的滤波信号进行n点fft运算,基于fpga的fftip核求解出fft运算结果,将运算结果通过乘法器输出信号的能量图,在信号的能量图中计数信号的有效频率分量个数,由于滤波信号的输出位数一致,根据有效频率的分量个数区分识别出调频信号。

    8.根据权利要求5所述的复杂电磁环境下无线电引信信号制式的高效分选识别系统,其特征在于,基于cordic算法对信号进行相位的测量,信号以复数信号的形式进入cordicip核,选择arctan模式,对输入的信号进行相位的计算,得到信号的瞬时相位变化曲线,然后对瞬时相位做差分,同时测量多个周期内的相位差变化情况,非调相信号的相位信号应该符合线性变化,调相信号会出现多个相位突变的点,据此根据相位差的变化区分出连续波多普勒信号和伪码调相信号。

    9.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-4中任一所述的方法的步骤。

    10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序呗处理器执行时实现如权利要求1-4中任一所述的方法的步骤。


    技术总结
    本发明公开了一种在复杂电磁环境下无线电引信信号制式的高效分选识别方法及系统,该方法包括:针对四种不同制式的无线电引信信号与背景噪声的叠加信号,采用窄带滤波技术,去除噪声成分;通过占空比测量精准识别并分选出占空比小于预设阈值的脉冲信号;对经过占空比测量筛选后剩余的三种制式信号,采用FFT算法进行频谱分析;针对剩余的调相信号和多普勒信号,运用CORDIC算法进行测相处理;通过信号之间的相位差,实现了对调相信号和多普勒信号的精确分选。本发明从复杂电磁环境下引信侦察系统接收信号的建模出发,综合运用了占空比测量、频率分量测量和相位测量等多种技术手段,实现了对四种引信信号制式的精准分选识别。

    技术研发人员:陈思,水维志,袁月,张淑宁
    受保护的技术使用者:南京理工大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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