雷達(dá)信號(hào)脈內(nèi)參數(shù)估計(jì)研究與仿真

殷昌義?陳天樂(lè)

摘 要 雷達(dá)信號(hào)脈內(nèi)參數(shù)估計(jì)是對(duì)電子對(duì)抗目標(biāo)識(shí)別的重要組成部分，本文介紹了一種對(duì)雷達(dá)信號(hào)頻率精確測(cè)量，脈內(nèi)調(diào)制識(shí)別方法并進(jìn)行仿真研究，該方法利用循環(huán)逼近的方式逐漸測(cè)量出雷達(dá)精確頻率，與此同時(shí)將雷達(dá)信號(hào)處理到基帶，從而得到雷達(dá)信號(hào)脈內(nèi)調(diào)制方式。

關(guān)鍵詞 調(diào)制識(shí)別;脈內(nèi)調(diào)制;相位編碼

Research and Simulation of radar signal intra pulse parameter estimation

Yin Changyi， Chen Tianle

1.Nanjing Kerida Electronic Eqiupment Co.，Ltd.，Nanjing 200111;

2.Shanghai Bureau of the Navy Fourth Military Representative Offic in Nanjing，Nanjing 200111

Abstract in pulse parameter estimation of radar signal is an important part of target recognition in ECM. This paper introduces a method of accurate measurement of radar signal frequency， in pulse modulation recognition and simulation research. In this method， the radar precise frequency is gradually measured by means of cyclic approximation， and at the same time， the radar signal is processed to baseband to obtain in pulse modulation of radar signal Mode of production.

Key words Modulation identification; In pulse modulation phase coding

前言

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，雷達(dá)信號(hào)參數(shù)越來(lái)越靈活，雷達(dá)信號(hào)分選所利用的規(guī)律受到了破壞。傳統(tǒng)利用的五大參數(shù)進(jìn)行信號(hào)分選、識(shí)別雷達(dá)信號(hào)的方法變得越來(lái)越困難[1]。因此利用雷達(dá)參數(shù)脈內(nèi)特征測(cè)量、識(shí)別變得越來(lái)越重要。

雷達(dá)信號(hào)脈內(nèi)參數(shù)主要體現(xiàn)在信號(hào)幅度、頻率、相位。在數(shù)字系統(tǒng)中對(duì)頻率測(cè)量往往受測(cè)量系統(tǒng)的信號(hào)采樣頻率，以及資源對(duì)FFT點(diǎn)數(shù)的限制使得頻率測(cè)量只能精確到MHz量級(jí);對(duì)相位調(diào)制識(shí)別往往困于沒(méi)有很好的方法進(jìn)行識(shí)別[2]。

后文中將介紹一種對(duì)雷達(dá)脈內(nèi)頻率精確測(cè)量和雷達(dá)脈沖調(diào)相識(shí)別的方法。

1雷達(dá)信號(hào)數(shù)學(xué)模型

以典型的PD體制雷達(dá)為例，雷達(dá)發(fā)射信號(hào)波形如下所示：

式中：表示第n個(gè)脈沖;

：表示信號(hào)幅度;

：表示脈沖重復(fù)周期;

：表示脈沖寬度;

：表示為調(diào)制頻率，，為調(diào)制帶寬;

：為調(diào)制相位。

2頻率精確測(cè)量與仿真[3-4]

電子對(duì)抗過(guò)程中，偵察告警系統(tǒng)一般不知道接收到敵雷達(dá)的頻率參數(shù)，通常先將所有的信號(hào)下變頻到中頻，然后進(jìn)行數(shù)字采樣進(jìn)行參數(shù)測(cè)量，本文利用循環(huán)逼近的方式對(duì)脈沖采樣點(diǎn)進(jìn)行頻率測(cè)量，假定處理數(shù)據(jù)為非多信號(hào)脈沖重疊點(diǎn)，即一次測(cè)量過(guò)程只有一種信號(hào)。頻率測(cè)量流程圖如圖1所示。

步驟1，設(shè)定FFT點(diǎn)數(shù)，本文N_FFT=256，取N_FFT個(gè)采樣數(shù)據(jù)n=1：256，判定其為單頻率樣本點(diǎn)，對(duì)其作四次方變換得到;

步驟2，計(jì)算的頻譜，即傅立葉變換FFT得到其頻譜;

步驟3，計(jì)算得到樣本點(diǎn)頻率值，得到信號(hào)序列頻率估計(jì)值的粗略估計(jì);

步驟4，以*k（本文k取0.5）對(duì)進(jìn)行數(shù)字頻移得到載頻左側(cè)的估計(jì)值（本文?。覞M足，同時(shí)使大約小于理論值;

步驟5，若（為誤差精度），則進(jìn)行頻譜搬移，，同時(shí)調(diào)整的長(zhǎng)度后轉(zhuǎn)到（1）繼續(xù)迭代;否則退出，得到最終的載頻估計(jì)為每次迭代的值之和。

圖1 頻率測(cè)量流程圖

為驗(yàn)證循環(huán)逼近算法測(cè)量的頻率精度，仿真過(guò)程中采用線性調(diào)頻調(diào)制脈沖。如圖2所示，假定脈沖中頻頻率70MHz～72MHz，采樣頻率為560MHz。

取每個(gè)脈沖上升沿256個(gè)采用點(diǎn)進(jìn)行循環(huán)逼近仿真，仿真結(jié)果如圖 3（a）所示。仿真測(cè)量與傳統(tǒng)直接FFT計(jì)算比較以及理論頻率值比較結(jié)果如圖 3（b）所示。

由仿真結(jié)果可以看出，在循環(huán)次數(shù)小于等于10次時(shí)，測(cè)量頻率趨于穩(wěn)定，可以得到較精確的頻率值。

通過(guò)傳統(tǒng)FFT計(jì)算得到的頻率值和利用循環(huán)逼近計(jì)算的頻率結(jié)果比較曲線可以看出，循環(huán)畢竟算法頻率從測(cè)量精確度具有明顯的提升。

3脈內(nèi)調(diào)制識(shí)別[5]

雷達(dá)信號(hào)主要由載波和相位調(diào)制組成，在精確計(jì)算雷達(dá)信號(hào)載波的同時(shí)將信號(hào)搬移至零頻附近，即，因此可以通過(guò)得到脈沖內(nèi)的相位調(diào)制信息。

假設(shè)脈沖中頻頻率72MHz，采樣率560MHz，F(xiàn)FT點(diǎn)數(shù)為256，脈內(nèi)采用bpsk調(diào)制，對(duì)其頻率搬移后的x（n）仿真圖形見(jiàn)圖 4所示

4小結(jié)結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)雷達(dá)信號(hào)脈內(nèi)參數(shù)估計(jì)進(jìn)行研究，并利用循環(huán)逼近的方式對(duì)雷達(dá)信號(hào)脈沖的頻率進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)仿真結(jié)果可以看出該算法能夠較精確的測(cè)量脈內(nèi)頻率，可精確到百赫茲量級(jí)。與傳統(tǒng)的FFT算法相比該方法精確度高，可以較少采樣點(diǎn)得到精確參數(shù)，同時(shí)，在計(jì)算頻率同時(shí)將信號(hào)搬移至零頻可以較輕松地識(shí)別出雷達(dá)信號(hào)脈內(nèi)相位調(diào)制信息。

參考文獻(xiàn)

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