相参脉冲信号识别方法和性能分析

ＤＲ Ｍ 的相 参 复 制 能 力 ， 测 中使 用 参 考 正 弦 波 Ｆ 检 作 为相 位 比较 的基 准 ， 要信 号 的先 验 知 识 ， 需 因此 无 法 应用 于 对 Ｐ 雷 达 的识别 和 告警 。另外 ， Ｄ 以上 文献 所提 出的方法 ， 未能利 用相 参积 累 提高信 噪 均 比， 以保 证 低信 噪 比下算法 的 有效性 。 难
法 。其 中 ， 信 道识 别法是 求 出连续 相 邻脉 冲相位 单 差 和 时间 的关 系曲线 ， 据该 曲线 是否 平滑来 判别 根 这 组脉 冲是 否具 有相 干性 ； 信道识 别 法利 用两 个 多
收 稿 日期 ：０ １０ —７ 修 订 日期 ：０ ｌ１ —１ ２ １ —６１ ； ２ １一 ２２
恒 定 的初 始 相 位 ， 厂为 信号 的频 率 ， 为 脉 冲 重 复 Ｋ 周 期 内 的采样 点 数 ， 为采样 间隔 ， 为每 个脉 ｔ Ｎ 冲 内的信 号采 样点 数 。 是 均值 为０ 方 差为 的复 ， 。
高 斯 白噪声 。
Ｓ 信 噪 比的 提高 ， 利 于 提高 后 续相 位 展 开 ＮＲ 有
若 离 差 在一 定 的判决 域 内 （ 次 门限 ） 可认 为 满足 一 ， 线 性 关 系 ， 则认 为该 点 为相位 跳 变点 。然 后估 计 否
ｓ 户 一Ａ ） ∑ ｅ （
帅 ＋
出相 参 脉 冲串可 能存 在 的相位 跳 变点个 数 （－ 门 －次
限 ） 若 检测 到 的跳变 点个 数小 于 等于此 值 ， ， 则认 为
相 参 脉 冲 信 号 识 别 方 法 和 性 能分 析
胡 燎 刘 渝
（ 京 航 空 航 天 大 学 电子 信 息 工 程 学 院 ， 京 ，１ ０ ６ 南 南 ２０ １） 摘 要 ： 出 了一 种 相 参 脉 冲信 号 识 别 算 法 ， 过 检 测 脉 冲相 位 的 线 性 度 判 别 序 列 的相 参 性 。 该 算 法 通 过 相 参 积 提 通
第 ３期
胡 蠊 ， ： 参 脉 冲信 号 识 别 方 法 和 性 能 分 析 等 相
ＡｅＣ ＋ ， ＋ ６ ＋ Ｋ ｐ） ）ｏ ０ ｐ ￣ ＋ （
３５ １
（） ３
本 文提 出一 种相 参信 号识 别方 法 ， 过检 测脉 通 冲相 位与 时 间是 否 存 在线 性 关 系 来 判 别 信 号 的相 参 性 。对 于 接 收到 的脉 冲信号 ， 通过 相参 积 累构 先
１ 相 参 脉 冲 串 的数 学 模 型
辐 射 源发 射 的相参 脉 冲信 号 经接 收机 的带 通 滤 波 、 变 频 后 得 到 中频 信 号 ， 各脉 冲进 行 采样 下 对
可得 到
ｘ（ ＋ Ｋ ｐ）一 Ａ＾Ｅｏ ‘ Ｐ ＋ ｏ（ ＋ Ｋ ｐ） ｎ ｅ￣ ＋ 计 Ｊｎ ＝ ０ １， ， 一 １； 一 ０ １ … ， 一 １ （ ） ， … Ｎ Ｐ ，， Ｐ １
关 键 词 ： 参信 号 ； 号 识 别 ； 限 ； 测 概 率 相 信 门 检
中 图分 类 号 ： ＴＮ９ １ ７ 文献 标 识 码 ： Ａ
Ｃｏ ｅ ｅ ｌ ｅ Ｔｒ ｉ ｄ ｎ ｉ ｉ ａ ｉ ｎ Ａｌ ｏ ｉｈ ｎｄ Ｉ ｓ Ｐｅ ｆ ｒ ａ ｅ Ａｎａ ｙ ｉ ｈ ｒ ｎｔＰｕ ｓ ａ ｎ Ｉ ｅ ｔ ｆ ｃ ｔＯ ｇ ｒ ｔ ｍ ａ ｔ ｒ ｏ ｍ ｎｃ ｌ ｓｓ
ｔ ｅｄ ｇｔ ｌ ａ ｉ ｒ ｑ ｅ ｃ ｍｏ ｙ （ ｈ ｉｉａ ｄｏ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｍｅ ｒ ＤＲＦ ） ｒ Ｍ ．
Ｋｅ ｒ ｓ ｏ ｅ ｅ ｔｓｇ ａ ；ｓｇ ａ ｄ ｎ ｉｉａ ｉｎ；ｔ ｒ ｓ ｏ ｄ；ｄ ｔ ｃ ｉ ｎ ｐ ｏ ａ ｉ ｔ ｙ ｗｏ ｄ ：ｃ ｈ ｒ ｎ ｉ ｎ ｌ ｉ ｎ ｌｉ ｅ ｔｆ ｔ ｃ ｏ ｈ ｅｈ ｌ ｅｅｔ ｒ ｂ ｂｌｙ ｏ ｉ
测 脉 冲信 号 的相 参性 对 不 同的雷 达 发 射 的信 号 进
行分 选 ［ 。 ２ 另外 ， ］ 寻找检 测 脉冲信 号 相参性 的方 法 ， 对认 识 、 研制 和应 用数 字射 频存 储器 也具 有重要 的 意 义 引。 。 。
文献 Ｉ ： －］ １ 简要 介 绍 了几 种 相 参 性 识 别方 法 ， 分 别 是 单 信 道 识 别 法 、 信 道 识 别 法 以及 时域 识 别 多
Ｈ ｕ Ｙａｎ，Ｌｉ ｕ Ｙｕ
（ ｌ ｇ ｆＥｌｃｒ ｎｃａ ｄ Ｉ ｆｒ ｔ ｎ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ Ｃｏｌ ｅｏ ｅ ｔｏ ｉ ｎ ｎｏ ｍａｉ ｇｎ ｅｉｇ，Ｎａ ｊ ｇＵｎｖ ｒ ｉ ｆＡｅｏ ａ ｔｃ ｅ ｏ ｎｉ ｉｅｓｔ ｏ ｒ ｎ ｕ ｉｓ＆ ｎ ｙ Ａｓｒ ｎ ｕ ｉｓ ｔｏ ａ ｔｃ ，Ｎａ ｊ ｇ，２ ０ １ ，Ｃｈ ｎ ） ｎｉ ｎ １０６ ｉａ
（ Ｎ Ｒ）ｏ ｈ ｉｎ ｌｔ ｒ ｕ ｈ ｃ ｈ ｒ ｎ ｃ ｕ Ｓ ｆｔ ｅ ｓｇ ａ ｈ ｏ ｇ ｏ ｅ ｅ ｔａ ｃ ｍｕ ａｉｎ Ｔｈ ｅａ ｉｎ ｈ ｐ ｂ ｔ ｅ ｈ ｈ ｅ ｈ ｌ ｌｔｏ ． ｅ ｒｌｔｏ ｓ ｉ ｅｗｅ ｎ ｔ ｅ ｔ ｒ ｓ ｏ ｄ
ａ ｄ ｔ ｅ ｐ ｒ ｏ ｍａ ｃ ｆｔ ｅ ａ ｇ ｒｔ ｍ ｓ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｎ ｈ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｏ ｈ ｌ ｏ ｉｈ ｉ ｉｃ ｓ ｅ ．Ａ ｏ ｍ ｕ ａ ｏ ｈ ｉ ｉ ｍ ＮＲ ｒ ｓ ｎ — ｆ ｒ ｌ ｆｔ ｅ ｍ ｎ ｍｕ Ｓ ｉ ｐ ｅ ｅ ｔ ｓ ｅ ．Ｓ ｍｕ ａ ｉ ｎ ｒ ｓ ｌｓ ｓ ｏ ｈ ｇ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｏ ｈ ｒ ｐ ｓ ｄ ａ ｇ ｒｔ ｍ． Ｔｈ ｒ ｐ ｓ ｄ ａ ｇ — ｄ ｉ ｌ ｔｏ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｉ ｈ ｐ ｒ ｏ ｍａ ｃ ｆｔ ｅ ｐ ｏ ｏ ｅ ｌ ｏ ｉｈ ｅ ｐ ｏ ｏ ｅ ｌｏ ｒ ｔ ｍ ａ ｅ ａ ｐ ｉｄ ｔ ｈ ｄ ｎ ｉ ｃ ｔｏ ｆｔ ｅ ｐ ｌｅ Ｄｏ ｐ ｅ ａ ａ ．Ｉ ａ ｌ ｏ ｈ ｌ ｏ ｄ ｖ ｌ ｐ ｉ ｈ ｃ ｎ ｂ ｐ ｌ ｏ ｔ ｅ ｉ ｅ ｔ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｈ ｕ ｓ ｐ ｌ ｒｒ ｄ ｒ ｔ ｎ ａ ｓ ｅ ｐ ｔ ｅ ｅ ｏ ｅ ｆ ｃ
∑ ｇ（＋Ｋ ） ． ｐ 一 ｏ ｒ
Ａ Ｋ ，ｐｔ ￣］＋ （ ｅ ０ ｓ ｏ ＋ 户）一
ｅ 。 ， 一 ＋ （ Ｅ ＋ ０ ｐ） （） ４
该 信 号 为相 参信 号 ， 则判 为非 相参 信 号 。 否
其 中 Ａ 一Ａｓｎ ￣ ｆ Ｎｔ） ｓ ｎ ｆ ｔ ， 声 ＋ ｉ （ Ａ ｏ 。／ｉ Ａ ｏ ） ０ ｎ（ 。 ＝ ｏ
号 ｛ 呈 线性 关 系 。故 可通 过检 测相 位 的线 性度来 Ｐ） 判 断 脉 冲 串是否相 参 。
的 各 采样 点 相位 与序 号 ｛ 呈 线 性关 系 ， 可通 过 Ｐ） 故 检 测 ｛ （ ） 相 位 的 线 性 度来 判 断 脉 冲 串是 否相 户）
鉴 相来 判别 。但对 于 每种 方法 ， 中都未 给 出具体 文
的判别 步骤 和严 格 的判别标 准 ， 也未 对算 法进行 性
能 分析 。 文献 ［ ３ 出的方 法 与文献 ［３ 的第 ３种 ５提 １中
方 法 相 同 ， 给 出 了部分 仿 真结 果 ， 依 然 未 给 出 并 但 具 体 的判别 标准 及性 能分 析 。文献 ［ ］ ６ 中指 出文 献 ［２ ５ 的方法 在一 定情 况下 易将 非相参 信 号判 为相 参 信 号 ， 此 提 出 改 进 的 方 案 。该 方 法 旨在 检 验 因
相 隔一 定 距 离 的接 收机 同 时接 收 Ｐ 雷 达 发 射 的 Ｄ
引
言
信 号 ， 过 多 普 勒频 差 曲线来 判 别 信 号 的相 干 性 ； 通 时 域识 别 法则 是 通 过将 脉 冲延 时后 与 下 一个 脉 冲
对 脉 冲多普 勒 （ Ｄ） 达 的识 别 和告 警 是现 代 Ｐ 雷 电子 干扰 系统 的重 要任 务之 一［ 。Ｐ 雷达 的 主要 １ Ｄ ］ 特征 之一 是 脉 冲之 间具 有相 参性 ， 因此可 以通过 检
造 一 个 正弦 波序 列 ， 出该 序列 各 相邻 采样 点 相位 求
式 中 ： 仍 是 方 差 为 。 高 斯 白 噪 声 ， ｆ ＝厂一 复 △ｏ
｝ ｏ
对ｚｎ （ ＋Ｋｐ 中属 于第 Ｐ个 脉 冲对应 的序 列求 ） 和 ， 到一 个 长度 为 Ｐ 的序列 ］ 得
的相 位差 ， 求 出各相 位 差 与 相 位差 均 值 的离 差 ， 再
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｂａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ａ ｅ ｌ ｅ ｒｔ ｆａ ｐ ｌｅ ｔ ａｎ，ａ ｃ ｈ ｒ ｎ ｙ ｉ ｅ ｔｆ ａ ｉ ｎ ａ ｇ ｒｔ ｍ ｓ ｓ ｄ ｏ ｈ ｈ ｓ ｉ ａ ｉｙ ｏ ｕ ｓ ｒ ｉ ｎ ｏ ｅ ｅ ｃ ｄ ｎ ｉ ｃ ｔｏ ｌ ｏ ｉｈ ｉ ｉ ｐ ｏ ｏ ｅ ｔ ｅ ｌ ｗ ｉ ｐ ｌｅ ｓｇ ａｓ Ｔｈ ａｇ ｒｔ ｍ ｃ ｎ ｉ ｐ ｏ ｅ ｔ ｅ ｓ ｇ ａ —ｏ ｎ ｉ ｅ ｒ ｔｏ ｒ ｐ ｓ ｄ ｏ ｄ ａ ｔ ｈ ｕ ｓ ｉ ｎ ｌ． ｅ ｌ ｏ ｉｈ ａ ｍ ｒ ｖ ｈ ｉ ｎ ｌｔ － ｏ ｓ ａ ｉ
， ｎ
Ⅳ 一１
７ 厂 （ 一 １ ｔ ＝ Ｋｔ， （ ） ２ ｏ∞ （ ｃ ０Ⅳ △ ）。 ， 。 户 一 Ｓ ： ＋
Ｋ ） ｛ （ ） 是一 个频 率 为 ｐ 。 ｓ ｐ ） ｚ
Ｐ。
， 采样 间 隔为脉 冲
重 复周 期 丁 的 正 弦 波序 列 ， 本 个数 为脉 冲个 数 ｒ 样
累 ， 效地 提 高 了信 号 的信 噪 比 。 文 中讨 论 了 门限 的 选 取 对 算 法 性 能 的 影 响 ， 出 了相 应 的 数 学推 导 ， 通 过 仿 有 给 并 真 实验 对 推 导 结 果 加 以验 证 。 时还 讨 论 了算 法 的信 噪 比 门 限 。 真 实 验 表 明 ， 方 法 可 以在 较 低 信 噪 比情 况 下 同 仿 本 实现 对 脉 冲 信 号 相 参 性 的 识 别 。本 文算 法有 助 于 实现 对 脉 冲 多普 勒 雷 达 的 识 剐 和 告 警 ， 对研 制数 字 射 频 存 储 器 也 具 有 重要 意义 。
式（ 中 Ｉ ｌ焘时，度Ａ≈ Ａ噪 ４ ， 《 ） 幅 Ⅳ ， 声
项 是 均 值 为 ０ 方 差 为 Ｎａ 高 斯 过 程 ， 序 列 ， 的 则
｛ （ ） 的 信 噪 比有 Ⅳ 倍 增 益 ， ｓ ｐ） ｚ 即为 Ｓ ＮＲ 一Ｎ ・
式 中 ： 为第 Ｐ个 脉 冲的 幅度 ， 为整 个 观察 期 间 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
的精 度 。
２ ３ 相 位 差 分 检 测 跳 变 点 ．
由式 （ ） ４ 可知 ， 相参 脉 冲 串构 造 的序列 ｛ （ ） ｓ ｐ） ｚ
２ 相 参 信 号识 别 方 法
相 参 脉 冲信 号 可视 作 连 续 波信 号 经 矩 形 脉 冲 调制 得 到的 ， 因此 相参 脉 冲串 的脉 冲相位 与脉 冲序
第２卷第３ ７ 期
２１ ０ ２年 ５月
数
据
采
集
与
处
理
Ｖ０ ． ７ Ｎｏ ３ Ｉ２ ．
Ｍａ ｙ ２０１ ２
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＤａａＡｃ ｕｓｔｏ ＆ Ｐｒ ｃ ｓｉｇ ｏ ｒ ａ ｔ ｑ ｉｉ ｎ ｏ ｉ ｏ ｅ ｓｎ
文 章 编 号 ：０ ４９３ （０ ２ ０ —３ ４０ １ ０ — ０ ７ ２ １ ） ３０ １ － ６