具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明如图6-16所示，一种雷达信号脉内调制类型自动识别方法，包括以下步骤：

S1：读取采样的雷达信号；

S2：根据采样的雷达信号，求雷达信号起点、终点和脉宽；雷达信号起点、终点和脉宽的计算属于现有技术；

S3：在频域上设置宽带调频信号带宽门限值，并通过FFT(快速傅氏变换)运算，求信号中心频率一和信号带宽一；信号中心频率一和信号带宽一属于现有技术；

S4：步骤S3求得的信号带宽一是否大于设置的带宽门限；

S4.1：信号带宽一小于设置的带宽门限，则判为简单脉冲、相位编码或窄带调频信号；

S4.11：将采样信号进行平方，并通过FFT运算求信号中心频率二和信号带宽二；

S4.12：将信号带宽二与信号带宽一进行比较(信号带宽二：信号带宽一)，是否在0.8倍～1.2倍范围内；

S4.121：当步骤S4.12比较值在0.8～1.2之间(包含0.8和1.2)时，判定为简单脉冲信号；

S4.122：当信号带宽二大于信号带宽一的1.2倍时，判为窄带调频信号，跳转执行步骤S4.22；

S4.123：当信号带宽二小于信号带宽一的0.8倍时，判为相位编码信号；并选择脉冲积累数，依次进行脉冲积累、求时频曲线、求出频率跳变点及幅度和直方图统计分析；

S4.2：信号带宽一大于设置的带宽门限；

S4.21：将采样的雷达信号判定为带宽调频信号；

S4.22：求步骤S4.21雷达信号的时频曲线，并通过中值滤波，

S4.23：将通过中值滤波的时频曲线，根据调频斜率判定是否为线性调频；

S4.231：判定为是，则进行求调频指数；

S4.232：判定为否，则进入步骤S4.24；

S4.24：根据调频斜率判定是否为三角调频；

S4.241：判定为是，则进行求正负调频斜率；

S4.242：判定为否，则进入步骤S4.25；

S4.25：根据调频斜率判定是否为正弦调频；

S4.251：判定为是，则进行求正弦周期；

S4.252：判定为否，则进行多项式拟合，求调频规律。

当步骤S4.123通过直方图统计分析出一种跳变幅度，则判为二相编码信号，进行求编码规律和马元宽度。

当步骤S4.123通过直方图统计分析出三种跳变幅度，则判为四相编码信号，进行求编码规律和马元宽度。

当步骤S4.123通过直方图统计分析出不属于一种跳变幅度和三种跳变幅度时，就直接判为未知信号。

本发明首先采用将信号平方以后再求频谱，利用不同类型调制信号平方后的频谱带宽与原始信号频谱带宽之间的变化规律不同，进而在信号脉内调制类型初分类时准确地将其归于相应类别，如简单脉冲、调频信号、相位编码信号等，降低误判概率。

本案方法的原理为：

脉内调制脉冲信号的一般数学表达式为：

其中：f₀为信号载频，为相位调制函数，A(t)为脉冲包络函数；

当脉冲包络为矩形脉冲时A(t)＝A_mRect(t/τ₀)，A_m为脉冲幅度，τ₀为脉冲宽度。

当不同时，S(t)表示不同的脉内调制：

1、当时，S(t)表示简单脉冲信号；

2、当时，K为调频斜率，S(t)表示线性调频信号；

3、当时，C_a(t)为相位编码函数，S(t)表示相位编码信号。

上述公式中，为信号初始相位。

现将信号进行平方，可得：

式中，A²(t)为直流或缓变信号，其频率远小于信号频率，因而在频谱中位于低频区，不影响信号频谱分析。

因而：当时，因此简单脉冲信号平方后的信号中心频率为原信号中心频率的2倍，带宽则与原信号相同。

当时，因此线性调频信号平方后的信号中心频率为原信号中心频率的2倍，带宽则是原信号带宽的2倍。

当时，

以二相编码信号为例，C_a(t)＝±1；

因此因此二相编码信号平方后的信号中心频率为原信号中心频率的2倍，带宽则与简单脉冲信号相同。

因此，利用不同类型调制信号平方后的频谱带宽与原始信号频谱带宽之间的变化规律不同，进而在信号脉内调制类型初分类时准确地将其归于相应类别。

仿真实施例：

本发明分别采用中频为150MHz的简单脉冲信号、7位巴克码二相编码信号和调频带宽为5MHz的线性调频信号进行仿真；

采样率1200MHz，脉宽点数4096点，分别求得原始信号的频谱和平方后信号的频谱，如图6～11所示。其中，线性调频信号带宽取5MHz是为了绘图时使信号频谱和带宽变化显示更加清晰，容易分辨。

由图6～11可以看出，所有类型信号平方后的中心频率均为原信号中心频率的2倍，但简单脉冲信号平方后的带宽与原信号几乎相同，二相编码信号平方后的带宽几乎与简单脉冲信号的带宽相同，线性调频信号平方后的带宽几乎为原信号的2倍。

本发明其次采用将多脉冲进行积累去噪以提高信噪比，进而降低相位编码信号类型和码元宽度识别错误的概率。

脉冲积累的前提是必须进行脉冲对齐，根据信号信噪比的不同，可选择不同的参与积累的脉冲数。本发明采用的脉冲对齐方法如下：如果参与脉冲积累的所有脉冲起始部分都具有过零点的上升沿，则以上升沿过零点对齐进行积累，否则以下降沿过零点对齐进行积累。

为了准确求得信号上升沿或下降沿的过零点，要求每个信号周期至少有四次取样，即采样频率fs至少为信号中频最高频率F_m的4倍。为了满足系统的实时性要求，用直线法求零过零点时间计算简捷。零穿越点在一正、一负两个相邻数据点之间，将这两个点联成一条直线，与时间轴的交点即为近似的过零点，以求下降沿过零点为例，如图12所示。

设t₁和t₂时刻这两个点的取样值为x₁和x₂，则过这两点的直线方程为这条直线与x＝0的交点的t值为过零点时间：

过零点左右一正、一负相邻两个数据之间的数据点是按正弦规律变化的，用直线去逼近它肯定存在误差，因此需要分析引入的误差对分析信号参数是否可以接受。

设每周期取样n次，x₁＝sint，则根据上述过零点时间公式(1)，近似过零点时间t′_z与实际过零点时间t_z的误差e(t)为：

式(2)中，为计算方便，假定采样周期为信号周期的整数倍，则

对e(t)求导再令其为零，可求出误差最大时的t值：

式(3)中，n为每周期采样点数。由(3)可得将t代入式(2)即可求出该采样周期下近似过零点与实际过零点的最大误差e(t)_(n)max，进而可求出其相对误差。当n＝4、6、8时，可分别求出近似过零点与实际过零点t_z的相对误差分别为：2.42％、0.62％和0.23％。由此看出用直线求近似过零点时间的误差随着每周期取样次数的增多而显著减小，一般每周期采样点数为6已完全满足信号积累分析的要求。

本发明对实际采样的带宽2.3MHz的线性调频信号的2个脉冲按上述方法进行了对齐积累，如图13～15所示。图13为脉冲1的信号波形，图14为脉冲2信号波形，图15为对齐累加求平均后信号波形。

由图13～14可以看出，由于附加了噪声，信号的上升沿、下降沿或信号的顶部、底部具有明显的突变点，而仅仅采用2个脉冲进行积累平均后，信号的上升沿、下降沿或信号的顶部、底部具有明显的突变点幅度明显降低，甚至消失。这就大大提高了后续信号时频曲线的信噪比，消除了虚假的频率跳变点，这就大大降低了相位编码信号的误判率。

根据上述分析结果，本发明针对目前常用的雷达信号脉内调制类型提出一种自动识别方法，其步骤为：

(1)读取采样的雷达信号；

(2)对信号进行FFT运算，求得信号的中心频率和带宽；

(3)设置宽带调频信号的带宽门限，如2.5MHz，若信号带宽大于设置的门限则直接判为调频信号，进入调频信号识别流程，否则判为简单脉冲信号、窄带调频信号或相位编码信号；

(4)若进入调频信号识别流程，则求得信号的时频曲线，并对时频曲线进行中值滤波，消除因噪声引起的虚假频率跳变；接着判断是否为线性调频信号，若是，则判断是正调频还是负调频，并计算调频指数、带宽等参数；若判断为非线性调频，则判断是否为三角调频，若是，则计算正、负调频指数、总带宽、子带宽等参数；若非上述调频类型，则可根据需求直接判为非线性调频信号，或进行多项式拟合以求出非线性调频规律；

(5)若进入简单脉冲信号、窄带调频信号或相位编码信号识别流程，则先对信号进行平方，然后对平方后的信号进行FFT运算，并求出其中心频率和带宽，然后将求得的带宽与原信号求得的带宽进行比对；若带宽接近相同则判为简单信号；若带宽为原信号带宽的1.5倍以上，则判断为窄带调频信号，然后可参照宽带调频信号识别流程继续进行调频类型和参数分析；若带宽小于原信号带宽的0.5倍，则判断为相位编码信号，然后进行脉冲积累去噪，求信号时频曲线，对时频曲线频率跳变点的幅度进行直方图统计分析，进而判断为二相编码信号或四相编码信号，并求出编码类型、子码宽度、码元速率等参数。

对于本案所公开的内容，还有以下几点需要说明：

(1)、本案所公开的实施例附图只涉及到与本案所公开实施例所涉及到的结构，其他结构可参考通常设计；

(2)、在不冲突的情况下，本案所公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例；

以上，仅为本案所公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，本案所公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。