本发明涉及电磁环境信号监测领域内一种同方位多部同型或不同型雷达信号的分选方法。
背景技术：
随着现代电磁环境信号的日益密集、复杂和多变，同时信号处理的理论和方法也越来越多，主要是通过各种重频去交错方法将雷达信号从密集的脉冲流中分选出来；分选方法有：统计直方图分选，累积差直方图分选，序列差直方图分选，平面变换法，PRI(重复间隔)变换法等；现在大家普遍是将这几种方法结合起来应用，不但花费的时间长，而且算法复杂，效果还不理想，特别是对同方位有多部同型的雷达信号存在时，往往不能正确分选。
技术实现要素：
本发明采用累积差直方图及地址对确认的方法对获取的脉冲描述字PDW进行到达时间去交错，提取出同方位、同载频、同脉宽的多部不同重频的信号和多部同方位、同载频、同脉宽的相同重频的信号；该算法简单、运算量小、实时性强且分选正确率高。
本发明的目的是这样实现的：
步骤一，首先进行聚类，把载频、脉宽、方位都相关的PDW提取出来，以备下一步进行时域分析；
步骤二，对提取出来的PDW中的到达时间进行一级Δτ直方图的统计，所述Δτ为容差，所述一级Δτ直方图为相邻脉冲间隔的差值，所述一级Δτ直方图用以统计每个不同的PRIi值及其对应的个数Nli，一级Δτ直方图统计完之后并记录相应的脉冲对地址ADDi；
步骤三，对直方图统计结果进行门限检测：假设一级直方图统计出i个间隔，将第一级直方图中的每个PRIi值与门限比较，假设用来分选的脉冲数为n，到达时间为TOA，对重频固定信号和重频抖动信号，每个PRIi值的门限为Ni＝70%*(TOAn-1- TOA0)/ PRIi；对重频参差信号，如果为m参差，则每个相周期PRIi值的门限为Ni＝70%*(TOAn-1- TOA0)/ m*PRIi。
步骤三，对超过门限的PRIi值进行地址对确认：首先判断有无参差信号，若存在Nl1≈Nl2≈……≈Nlm且门限均超过Ni＝70%*(TOAn-1- TOA0)/ m*PRIi，则可以认为有一部参差信号存在，在地址对ADD1～ADDm中，若ADD1地址对中的某一个偶地址与下一个ADD2地址对中的某一个奇地址相等，ADD2地址对中的相应奇地址的偶地址与ADD3地址对中的某一个奇地址相等，依此类推：直到ADDm－1相应奇地址的偶地址与ADD1地址对中的某一个奇地址相等，如果上述条件成立，则分选出一部参差信号；如果没有分出参差信号，就对超过70%*(TOAn-1- TOA0)/ m*PRIi门限的PRIi进行地址对确认，即在ADDi的若干个地址对中，有某一个偶地址与下一个地址对中的奇地址相等，而该奇地址对中的偶地址又与下一个地址对中的奇地址相等，依此类推，如果存在有连续的三个间隔，则认为分选出一部重复间隔为PRIi的重频固定信号或重频抖动信号；
步骤四，判断有无分选出信号，如果确定有信号，则将地址对中对应的脉冲扣除，如果还有剩余脉冲，则将剩余脉冲重新进行一级直方图统计。
步骤五，如果一级直方图没有分选出信号，则进行二级直方图统计，即间隔一个脉冲的到达时间相减，并将同上一级PRIi相同的Nli值累加，对应的地址对存入ADDi中；
步骤六，对二级直方图统计的每个PRIi值的个数与门限值比较，该方法同步骤三；
步骤七，若某个PRIi的个数超过门限，则进行地址对确认，如果地址对连续且连续个数大于等于3，则分选出一部重频为PRIi的重频固定信号或重频抖动信号；如果地址对两两间隔连续，则分选出两部重频为PRIi的相同周期的重频固定信号或重频抖动信号；经过两级直方图就可以将两部同型的信号分选出来；如果有两个不同的PRIi符合上述条件，则认为分选出两部不同PRI的重频固定信号或重频抖动信号；
步骤八，判断有无分选出信号，如果有信号，则将地址对中对应的脉冲扣除；如果还有剩余脉冲，则将剩余脉冲重新进行一级直方图统计；
步骤九，如果二级直方图没有分选出信号，则进行三级直方图统计，即间隔两个脉冲的到达时间相减，并将同上一级PRIi相同的Nli值累加，对应的地址对存入ADDi中；依此类推，直到统计的级数达到设定的值；
步骤十，若经过多级直方图统计后没有分选出信号，则扩大重复间隔的容差，重新进行多级直方图统计，就可以分选出多部相同或不同的重频抖动信号，并依此循环。
本发明工作时，首先将收到的脉冲描述字PDW进行聚类，把同载频、同脉宽、同方位的数据提取出来；然后对提取出来的PDW中的时间序列进行积累差直方图统计，计算出每个不同的重复间隔PRI，以及对应的个数，同时记录相应的脉冲对地址，每进行一级直方图统计后，则对统计结果进行门限检测，对符合门限值的PRI进行地址对确认，确认成功则将该列脉冲提取出来，依此类推，将所有符合条件的脉冲提取出来，若提取出信号后还有剩余脉冲，则对剩余脉冲再作积累差直方图统计，如果一级直方图没有分选出信号，则进行第二级直方图的统计，并与上一级的值累加，再与检测门限比较，重复上述过程，如果要分选更多的信号，调整级数即可，如果直方图级数已经达到设置值而没有检测到信号，那么扩大重复间隔容差，再进行直方图统计，分选出多部抖动信号。
本发明的有益效果在于，本发明采用累积差直方图及地址对确认的方法对获取的脉冲描述字PDW进行到达时间去交错，提取出同方位、同载频、同脉宽的多部不同重频的信号和多部同方位、同载频、同脉宽的相同重频的信号；该算法简单、运算量小、实时性强且分选正确率高。
作为本发明的进一步改进，为保证尽可能准确的分选出各种信号；所述步骤二中，若重频为固定信号，Δτ为到达时间测量精度×10，一般不超过重复间隔的1%；若重频为参差信号，Δτ为到达时间测量精度×10，一般不超过重复间隔的1%；若重频为抖动信号，Δτ为PRI×60%。
作为本发明的进一步改进，为保证能够快速的分选出多部同型或不同型雷达信号，所述步骤七中，所述直方图最多为三级。
附图说明
图1 Δτ直方图统计流程图。
图2 一部重频固定信号的脉冲流程图。
图3 一部重频参差信号的脉冲流程图。
图4 两部固定重频信号的脉冲流程图。
图5 信号分选流程图。
具体实施方式
本发明的目的是这样实现的：
a）首先进行聚类，以未分选的第一个脉冲PDW的载频Rf、方位Doa、脉宽Pw为起始值，载频容差±△Rf、方位容差±△Doa、脉宽容差±△Pw为容差，将在容差范围内的PDW依次取出，当所取脉冲数达到32个时，停止取数，进行第二步Δτ直方图统计；
b) 对提取出来的PDW中的到达时间进行一级Δτ直方图统计，其中N为分选脉冲数；I为直方图级数；T[]为直方图统计时存入各不同重复间隔的一维数组；Nl[]为对应重复间隔计数的一维数组；ADD[][][]为存对应重复间隔脉冲对地址的三维数组；Δτ为容差，若重频为固定或参差信号，Δτ为到达时间测量精度×10，一般不超过重复间隔的1%；若重频为抖动信号，Δτ＝PRI×60%；一级Δτ直方图即相邻脉冲间隔的差值；如图2所示，PRI0＝TOAl－TOA0、PRI1＝TOA2－TOA1、……PRIi－1＝TOAi－TOAi－1(i=0，1……N)，当得到PRI0时，就将PRI0存入T[0]中，0存入地址对ADD[0][Nl[0]][0]中，1存入地址对ADD[0][Nl[0]][1]中， 并将计数值Nl[0]加1；当得到PRI1时与T[0]中的值比较，若差值在容差范围内，则1存入地址对ADD[0][Nl[0]][0]中，2存入地址对ADD[0][Nl[0]][1]中，Nl[0]加1；如果PRI1与T[0]中的差值超过容差，则PRI1存入T[1]中，并将计数值Nl[1]加1，1存入地址对ADD[1][Nl[1]][0]中，2存入地址对ADD[1][Nl[1]][1]中；如此循环，直到PRIi－1比较结束；在图2中，一级直方图统计结果为T[0]＝PRI0，Nl[0]=N-1，ADD[0]中的内容为ADD[0][0][0]=0， ADD[0][0][1]=1，ADD[0][1][0]
=1， ADD[0][1][1]=2，……，简写为ADD[0]={(0，1)、(1，2)、(2，3)、……(N－2，N-1)}；图3中，直方图统计结果为：T[0]＝PRI0，Nl[0]= (N-1)/4， ADD[0]={(0，1)、(4，5)、……(N－5，N-4)}；T[1]＝PRI1，Nl[1]= (N-1)/4， ADD[1]={(1，2)、(5，6)、……(N－4，N-3)}；T[2]＝PRI2，Nl[2]= (N-1)/4， ADD[2]={(2，3)、(6，7)、……(N－3，N-2)}；T[3]＝PRI3，Nl[3]= (N-1)/4， ADD[3]={(3，4)、(7，8)、……(N－2，N-1)}；
c)对直方图统计结果进行门限检测：假设一级直方图统计出i个间隔，将第一级直方图中的每个PRIi值与门限比较，假设用来分选的脉冲数为N，到达时间为TOA，对重频固定和重频抖动信号，每个PRIi值的门限为Ni＝70%*(TOAN-1- TOA0)/ PRIi；对重频参差信号，如果为m参差，则每个相周期PRIi值的门限为Ni＝70%*(TOAN-1- TOA0)/ m*PRIi；
d）对超过门限的PRIi值进行地址对确认：首先判断有无参差信号，若存在Nl[0]≈Nl[1]≈……≈Nl[m－1]，且门限均超过Ni＝70%*(TOAn-1- TOA0)/ m*PRIi，则认为有一部参差信号存在，地址对ADD1～ADDm中若ADD1地址对中的某一个偶地址与下一个ADD2地址对中的某一个奇地址相等，ADD2地址对中的相应奇地址的偶地址与ADD3地址对中的某一个奇地址相等，依此类推：直到ADDm－1相应奇地址的偶地址与ADD1地址对中的某一个奇地址相等，如果上述条件成立，则分选出一部参差信号；如图3所示为一部4参差信号，一级直方图统计结果如b)中所述，Nl[0]≈Nl[1]≈Nl[2]≈Nl[3]， ADD[0]中任一个地址对中的偶地址与ADD[1]中的某个地址对中的奇地址相等，如ADD[0]的0地址对中的偶地址1等于ADD[1] 0地址对中的奇地址1，而ADD[1] 0地址对中奇地址1对应的偶地址2与ADD[2] 0地址中的奇地址2相等，3与ADD[3] 0地址中的奇地址3相等，且3对应的4 与ADD[0]的1地址对中奇地址相等，这样形成了一个循环，就可以确定为分选出一部4参差信号；如果没有分出参差信号，就对超过70%*(TOAn-1- TOA0)/ m*PRIi门限的PRIi进行地址对确认，即在ADDi的若干个地址对中，有某一个偶地址与下一个地址对中的奇地址相等，而该奇地址对中的偶地址又与下一个地址对中的奇地址相等，依此类推，如果存在有连续的三个间隔，则认为分选出一部重复间隔为PRIi的重频固定信号或重频抖动信号；如图2所示，为一部重频固定信号，地址对如b)中所述，ADD[0]的0地址对中的偶地址1等于ADD[0] 1地址对中的奇地址1，ADD[0] 1地址对中的奇地址1对应的偶地址2与下一个地址对中的奇地址相同，依此类推，分选出一部重频固定信号；
e) 判断有无分选出信号，如果有，则将地址对中对应的脉冲扣除，并对扣除的脉冲列进行参数解算；如果还有剩余脉冲，则将剩余脉冲重新进行一级直方图统计；
f) 如果一级直方图没有分选出信号，则进行二级直方图统计，即间隔一个脉冲的到达时间相减，并将同上一级PRIi相同的Nl[i]值累加，对应的地址对存入ADD[i]中；如图4所示，二级直方图统计结果为：1)如果PRI0 不等于PRI1，则T[j]＝PRI0 ，T[j+1]＝PRI1；Nl[j]＝(N-1)/2， Nl[j+1]＝(N-1)/2；ADD[j]={(0，2)、(2，4)、……(N－4，N-2)}，ADD[j+1]={(1，3)、(3，5)、……(N－3，N-1)}。2)如果PRI0等于PRI1，则T[j]＝PRI0；Nl[j]＝(N-1)；ADD[j]={(0，2)、(1，3)、(2，4)、(3，5)、……(N－4，N-2)、(N－3，N-1)}；
g) 对二级直方图统计的每个PRIi值的个数与门限值比较，方法同c)；
h) 若某个PRIi的个数超过门限，则进行地址对确认，如果地址对连续且连续个数大于等于3，则分选出一部重频为PRIi的重频固定信号或重频抖动信号；如图4，如果PRI0 不等于PRI1，那么Nl[j]与Nl[j+1]均超过门限，则对ADD[j]和ADD[j+1]进行地址对确认，都符合地址对连续且大于3，就可以分选出重复间隔为PRI0 和PRI1的两部重频固定信号；如果地址对两两间隔连续，则分选出两部重频为PRIi的相同周期的重频固定信号或重频抖动信号；如图4，如果PRI0等于PRI1，地址对0的偶地址在地址对2的奇地址找到，地址对2的偶地址在地址对4的奇地址找到，连续且个数大于3个，同理，地址对1的偶地址在地址对3的奇地址找到，地址对3的偶地址在地址对5的奇地址找到，连续且个数大于3个，则分选出两部相同周期为PRI0的重频固定信号。经过两级直方图（最多三级）就可以将两部同型的信号分选出来。如果有两个不同的PRIi符合上述条件，则认为分选出两部不同PRI的重频固定信号或重频抖动信号；
i) 判断有无分选出信号，如果有，则将地址对中对应的脉冲扣除；如果还有剩余脉冲，则将剩余脉冲重新进行一级直方图统计；
j) 如果二级直方图没有分选出信号，则进行三级直方图统计，即间隔两个脉冲的到达时间相减，并将同上一级PRIi相同的Nli值累加，对应的地址对存入ADDi中；依此类推，直到统计的级数达到设定的值；
k) 若经过多级直方图统计后没有分选出信号，则扩大重复间隔的容差，重新进行多级直方图统计，就可以分选出多部相同或不同的重频抖动信号，地址对确认同重频固定信号相同。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。