[发明专利]一种宽带LFM信号的分数域奇偶交替信道化接收方法

摘要

本发明涉及一种宽带LFM信号的分数域奇偶交替信道化接收方法，属于雷达信号侦察领域。针对接收大时宽，带宽的LFM信号，通过对低通原型傅里叶域滤波器进行两种不同的调制方式，产生奇型和偶型两种傅里叶域滤波器组，然后将两种傅里叶域滤波器组转化为两种分数域滤波器组，将并进行融合，同时对信号进行交替滤波，不仅使大带宽的LFM信号聚焦到一个信道内，还能解决载频在滤波器组过渡带之间时，由于滤波器的非理想特性和信号聚焦阶次的误差性造成的虚假信号问题和跨信道问题。使接收机能够接收在1/2采样率范围内任意载频，任意带宽的LFM信号。降低了计算复杂度，提高了实时性。为雷达侦察中宽带LFM信号的截获提供了有效的工具。

主权项

1.一种宽带LFM信号的分数域奇偶交替信道化接收方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、对接收信号在满足采样定理的条件下，进行时域采样，采样率为f_s，采样间隔为△t，△t＝1/f_s，得到的采样序列为x(n)：步骤二、对步骤一获得的采样序列x(n)依次延时0个单位获得第0路信号，对x(n)延时1个单位获得第1路信号，……延时l-1个单位获得第l-1路信号，……直至延时K-1个单位获得第K-1路信号，一共产生K路信号，然后对这K路信号分别进行M倍的抽取，得到K路抽取后的信号x_l(n)：x_l(n)＝x(Mn-l)(2)其中K为信道个数，l＝0,1,…K-1；抽取因子为M，并且K=MF，F为正整数；步骤三、产生每一路调制信号其中a为与接收信号x(n)的调频率估计值μ相匹配的分数阶傅里叶变换的旋转角度，a＝-acot(μ)，μ是接收信号x(n)的调频率估计值；将此信号按照下式分别对步骤二获得的K路x_l(n)进行调制得到K路信号即第l路信号表示为x^l(n)=xl(n)×ej12cot(α)n2(MΔt)2-jcot(α)(Mnl-l2);---(3)]]>步骤四、将K路信号依次送入相应的f_l(n)_{l＝0,1,…K-1}的K个通道，即对f_l(n)进行F倍内插后，与对应的信号进行卷积，得到输出信号v_l(n)，vl(n)=x^l(n)⊗fl(nF)---(4)]]>其中F=K/M，l＝0,1,…K-1,f_l(n)＝(-1)ⁿh_l(n),h_l(n)＝h_0,F(Mn+l),表示卷积运算，h_0,F(n)为傅里叶域低通原型滤波器；以f_l(n)_{l＝0,1,…K-1}通道滤波的结构为奇型信道化结构，以h_l(n)_{l＝0,1,…K-1}通道滤波的结构为偶型信道化结构；步骤五、产生每一路的调制信号对步骤四的每路v_l(n)信号进行调制，l＝0,1,…K-1,得到K路输出信号为v^l(n)=vl(n)×ejπKl-j·12·cotα·l2·Δt2;---(5)]]>步骤六、对步骤五的每路输出信号以l为变量做K点傅里叶逆变换后，然后使用与傅里叶逆变换后的每路信号进行相乘，得到K路信道化输出信号步骤七、利用自相关积累算法，对步骤六的K个信道输出信号进行输出判别，所述自相关积累算法包括如下步骤：对各路输出信号分别做W点自相关积累，得到K路信号z_l(n)_l＝0,1,…K，zl(n)=Σi=0W-1y^1(n+i)×y^l(n+i+1)---(6)]]>然后设定合适的门限VT，对每个信道进行门限判决，判决方法为：如果第l信道的z_l(n)信号的模值有连续N点大于VT，则判决该信道上有信号输出，并记录该信道的信道号；否则，认为该信道无信号输出；其中门限VT＝μ₁+ξσ₁，ξ是由给定的恒虚警概率P_fa确定的门限系数；W为自相关积累点数；σ²为噪声功率，由接收机本身带宽决定；步骤八、根据步骤七的检测结果：如果检测到只有1个信道有信号输出，则直接输出该路信道上的信道化输出信号结束全部操作；如果检测到有2个信道有信号输出，说明信号能量发生了泄漏，此时关闭f_l(n)_{l＝0,1,…K-1}的K个通道，将后续的K路信号依次送入相应的h_l(n)_{l＝0,1,…K-1}的K个通道，即对h_l(n)进行F倍的内插后，再与信号进行卷积，得到K路输出信号u_l(n)：ul(n)=x^l(n)⊗hl(nF)---(7)]]>其中h_l(n)＝h_0,F(Mn+l),然后执行步骤九；步骤九，产生每一路的调制信号对步骤八获得每路u_l(n)信号进行调制，l＝0,1,…K-1,，得到K路输出信号为u^l(n)=ul(n)×e-j·12·cotα·l2·Δt2---(8)]]>步骤十、对步骤九的每路输出信号以l为变量做K点傅里叶逆变换，然后使用与本步骤傅里叶逆变换后的每路信号进行相乘，得到K路信道化输出信号y_l(n)；步骤十一、利用自相关积累算法，对步骤十的K个信道输出信号y_l(n)进行输出判别；即对各路输出信号y_l(n)分别做W点自相关积累，得到K路信号Z_l(n)_l＝0,1,…K，zl(n)=Σi=0W-1y1(n+i)×yl(n+i+1)---(6)]]>然后设定合适的门限VT，对每个信道进行门限判决，判决方法为：如果第l信道的Z_l(n)信号的模值有连续N点大于VT，则判决该信道上有信号输出，记录该信道的信道号且直接输出该信道内的信号，VT的参数与步骤七定义相同。