基于波形认知的调频广播外辐射源雷达目标检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108680910A(43)申请公布日2018.10.19(21)申请号201810458874.X(22)申请日2018.05.15(71)申请人河海大学地址211106江苏省南京市江宁开发区佛城西路8号(72)发明人王峰周易龚道银陈哲(74)专利代理机构南京纵横知识产权代理有限公司32224代理人董建林(51)Int.Cl.G01S7/41(2006.01)权利要求书4页说明书9页附图6页(54)发明名称基于波形认知的调频广播外辐射源雷达目标检测方法(57)摘要本发明公开了一种基于波形认知的调频广播外辐射源雷达目标检测方法，首先在参考通道中恢复不同电台的直达波信号；在参考通道中进行照射源波形认知处理，选择照射源；在监测通道中针对接收阵列接收的信号利用自适应对消法抑制直达波和多径杂波；对对消剩余信号与参考通道中选择的照射源的直达波信号进行距离多普勒互相关计算，实现调频广播信号的筛选进行目标检测，解决部分调频广播信号带宽不适合目标检测的技术问题。CN108680910ACN108680910A权利要求书1/4页1.基于波形认知的调频广播外辐射源雷达目标检测方法，其特征在于，接收阵列接收到信号后分为两个通道对信号进行处理，包括以下步骤：1)在参考通道中恢复不同电台的直达波信号；2)在参考通道中进行照射源波形认知处理，选择照射源；3)在监测通道中针对接收阵列接收的信号利用自适应对消法抑制直达波和多径杂波；4)对对消剩余信号与参考通道中选择的照射源的直达波信号进行距离多普勒互相关计算，实现目标检测。2.根据权利要求1所述基于波形认知的调频广播外辐射源雷达目标检测方法，其特征在于，步骤1)中在参考通道中恢复不同电台的直达波信号通过数字波束形成实现，波束输出公式如下：式中：y(k)表示恢复的直达波信号，k表示离散时间，Nc表示线阵天线单元数，d表示阵元间距，λ表示来波波长，θ表示来波方向与阵列法线夹角，xi(k)表示阵列第i个单元的数据，采用数字波束形成指向发射站，实现多个电台信号的分离，将分离的电台信号用作直达波信号。3.根据权利要求1所述基于波形认知的调频广播外辐射源雷达目标检测方法，其特征在于，步骤2)中照射源波形认知处理针对恢复的直达波信号进行，波形认知的具体步骤如下：21)短时傅里叶变换：对恢复的直达波信号作短时傅里叶变换STFT，直达波信号的短时傅里叶变换STFT结果ξ(l,k)为其中，y(l)表示恢复的直达波信号，Ns为积累的点数，l为时延，k表示离散时间，T(k)为窗函数，[·]*表示共轭运算；22)包络提取：短时傅里叶变换STFT利用窗函数将任意时刻附近的直达波频谱实现时间局域化，构成直达波信号的时频谱，提取直达波信号短时傅里叶变换STFT结果ξ(l,k)的幅值其中，|·|为取模运算；23)脊线检测：将直达波信号短时傅里叶变换STFT结果ξ(l,k)线性归一化，即将直达波信号短时傅里叶变换STFT结果ξ(l,k)的幅值转换到[0,1]的范围，实现对原始数据的等比例缩放，归一化的脊线为：式中，表示恢复的直达波信号频域幅值的最大值，即2CN108680910A权利要求书2/4页定义的标志位f(l,k),标志位初值均为0，定义脊线检测门限ρ0和ρ1，当满足将脊线的相应标志位f(l,k)置1；24)带宽特征提取：计算标志位为1的脊线所占有的频谱宽度，进而计算整条脊线的平均带宽Bave，式中，N表示短时傅里叶变换STFT对直达波数据划分的段数，Bl表示每段直达波数据作短时傅里叶变换STFT后标志位为1的数据长度，即标志位为1的脊线所占有的频谱宽度；25)样本统计分类器分类：根据脊线平均带宽Bave对多个电台的广播内容进行分类与识别，多个电台的广播内容即为恢复的多个电台的直达波信号，采用样本统计法选取优化的分类门限，将广播内容分类为音乐信号、语音信号和静默信号；26)照射源选择：当存在音乐信号时选择带宽最宽的音乐信号；若没有音乐信号，则选择语音信号；没有音乐信号且没有语音信号时，即仅有静默信号时，选择数据丢帧处理。4.根据权利要求3所述基于波形认知的调频广播外辐射源雷达目标检测方法，其特征在于，样本统计分类器分类采用贝叶斯分类器，基于样本统计的广播内容分类具体步骤如下：定义广播内容分类类别集合C＝{y1,y2,y3}，其中y1表示音乐信号，y2表示语音信号，y3表示静默信号；251)确定带宽特征属性：x＝{a}表示一个待分类项，特征属性a表示整条脊线的平均带宽Bave，x：{a≤γ0,γ0<a<γ1,a≥γ1}γ0表示静默信号与语音信号之间的门限值，γ1表示语音信号与音乐信号之间的门限值；252)获取广播训练样本：改变音乐信号y1、语音信号y2和静默信号