[发明专利]一种基于宽带雷达信号接收的高精度频率测量方法

说明书

本发明公开了一种基于宽带雷达信号接收的高精度频率测量方法，包括以下步骤：1）宽带多信号频域检测：对AD采样数据进行加窗后的FFT处理，然后进行当前帧的门限统计，并结合CFAR自适应门限检测方法进行信号检测；2）重心法频域粗测频：在完成信号检测后,采用重心法对信号的频率进行测量；3）基于瞬时频率统计的频率纠正：根据测频结果对信号进行混频滤波的基带变换，通过瞬时频率统计的方法得出频率的测量偏差，从而实现对载频测量的误差进行纠正。本发明采用宽带频域检测，并利用重心法引导进行瞬时频率统计的方法，使得载频测量精度相比传统的通过频域数据过门限搜峰的方法提升了5至10倍，并有效提高了检测灵敏度及多信号适应能力。

技术领域

本发明属于信号处理领域，尤其涉及一种基于宽带雷达信号接收的高精度频率测量方法。

背景技术

在现代电子对抗中，雷达信号频率信息是信号分选、目标定位、威胁识别和引导干扰的重要参数，其测量精度直接影响雷达信号分选性能、目标定位的精度等。因此提高雷达信号测量频率是关系到整个侦察系统性的关键因素。

目前传统的频率测量方法主要分模拟和数字两种。模拟接收机难以检测同时到达信号、它受限于模拟器件，难以解决频率截获概率和频率分辨率之间的矛盾，且测量精度不高，处理方法不够灵活。随着数字技术的不断进步，采用FPGA等可编程数字逻辑器件进行信号处理得到越来越广泛的应用，在频率测量方面，目前多采用的方法是通过频域数据过门限搜峰的方法进行信号的检测及频率的提取，该方法优点是处理方法简单，截获概率高，可以适应同时到达信号，缺点是受制于FFT点数及信号带宽的影响，测量精度较低，为兼顾窄脉冲的检测灵敏度，因此FFT点数进行了限制，频谱分辨率较大，频率误差测量较大。目前，常规的雷达信号频率测量处理框图如2所示。

同时针对宽带编码信号，由于通过频域数据过门限搜峰的方法带宽较大，其载频测量误差较大。因此，需进一步采取措施进行载频的纠正，提高测量精度，从而提升系统性能。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种基于宽带雷达信号接收的高精度频率测量方法，具体的，如图1所示，包括以下步骤：

S1.宽带多信号频域检测：对AD采样数据进行加窗后的FFT处理，然后进行当前帧的门限统计，并结合CFAR自适应门限检测方法进行信号检测；

S2.重心法频域粗测频：在完成信号检测后,采用重心法对信号的频率进行测量；

S3.基于瞬时频率统计的频率纠正：根据测频结果对信号进行混频滤波的基带变换，通过瞬时频率统计的方法得出频率的测量偏差，从而实现对载频测量的误差进行纠正。

进一步的，所述步骤S1中,加窗采用的是Hanmming窗函数，以对时域数据进行加权处理，提高旁瓣抑制。

进一步的，所述步骤S1中,信号检测包括以下步骤：a)当前帧的门限统计；b)CFAR自适应门限检测；c)过门限比较；d)频率搜索。

进一步的，所述步骤S2中，重心法频域粗测频的计算方式为：将检测到的信号带宽内所有频域数据进行加权计算，从而得到信号的载频频率，设X_i为信号频域个谱线对应的幅度值，Y_i为信号频域对应的频率点，n₁、n₂分别为信号带宽在频域的左、右边界点，则频率y的计算方法为：

进一步的，所述步骤S2中，根据多个粗测结果引导多个基带频率统计模块分别进行信号参数测量，可实现多个同时到达信号的同时处理。

进一步的，所述步骤S3中,对信号进行基带变换后，信号的载频即为粗测频率与信号真实频率的偏差，通过计算基带信号两个点的瞬时相位差，结合采样间隔得到信号此刻的瞬时频率，通过多次测量基带信号的瞬时频率并进行统计平均可以得到频率偏差值。