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专利号: 2023115880751
申请人: 成都立思方信息技术有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种短时雷达信号脉内调制类型识别方法,其特征在于,包括:

从短时雷达信号中提取出已降采样的时域IQ信号,其中,所述时域IQ信号在采样率内只有一个脉冲,所述时域IQ信号的过采倍数在区间[3,8]内取整数值,所述时域IQ信号的频偏小于等于 , 表示所述时域IQ信号的采样率;

对所述时域IQ信号进行LFM信号识别处理,得到LFM信号识别结果;

若所述LFM信号识别结果指示所述时域IQ信号为LFM信号,则判定所述短时雷达信号的脉内调制类型为LFM信号调制类型,或者判定所述短时雷达信号的脉内调制类型为LFM信号调制类型和计算得到该LFM信号调制类型的起止频率;

若所述LFM信号识别结果指示所述时域IQ信号不为LFM信号,则对所述时域IQ信号进行PSK类信号识别处理,得到PSK类信号识别结果,具体包括:对所述时域IQ信号进行频谱分析,找到所述时域IQ信号的3dB带宽;针对在所述时域IQ信号中的且在时序上自第2个采样点起的各个采样点,按照如下公式计算得到对应的瞬时频率:式中,表示小于 的正整数, 表示在所述时域IQ信号中的采样点总数, 表示在所述时域IQ信号中的且在时序上的第 个采样点的瞬时频率, 表示所述第 个采样点与相邻在前采样点的相位之差且有 , 表示所述第 个采样点的且在区间 内的相位值, 表示所述相邻在前采样点的且在区间

内的相位值,并有 ,表示小于等于 的正整数, 表示在所

述时域IQ信号中的且在时序上的第 个采样点的相位值, 表示所述第 个采样点的采样值, 表示实数值返回函数, 表示虚数值返回函数, 表示反正切函数;从所有所述瞬时频率中找到频率值大于 的第一频率跳变点和小于 的第二频率跳变点;判断找到的所有频率跳变点的总数目是否为小于等于第一门限值的正整数,若否,则判定所述时域IQ信号不为PSK类信号,其中,所述第一门限值 ,表示所述3dB带宽;若判定所述总数目为小于等于所述第一门限值的正整数,则按照如下方式(A1)和(A2)查找是否存在最小跳变点间距:(A1)若所述总数目为1,则将唯一频率跳变点的位置索引作为最小跳变点间距;(A2)若所述总数目大于1,则将具有在第二门限值之上间距的相邻两频率跳变点的最小间距作为最小跳变点间距,其中,所述第二门限值;若未找到所述最小跳变点间距,则判定所述时域IQ信号不为PSK类信号,否则计算得到所述时域IQ信号的二倍谱;若在所述二倍谱中发现有最大峰值大于次大峰值3dB以上的情况,则判定所述时域IQ信号为BPSK信号,否则计算得到所述时域IQ信号的四倍谱;若在所述四倍谱中发现有最大峰值大于次大峰值3dB以上的情况,则对所述时域IQ信号进行Frank码多相信号识别处理和QPSK信号识别处理,得到Frank码多相信号识别结果和QPSK信号识别结果,否则将与所述最小跳变点间距对应的两个频率跳变点之间的信号取出,并对取出信号进行所述LFM信号识别处理,得到LFM信号识别新结果;若所述LFM信号识别新结果指示所述取出信号为LFM信号,则判定所述时域IQ信号为BPSK‑LFM复合信号,否则对所述时域IQ信号进行多相信号识别处理,得到多相信号识别结果;

若所述PSK类信号识别结果指示所述时域IQ信号为PSK类信号,则判定所述短时雷达信号的脉内调制类型为PSK类信号调制类型,或者判定所述短时雷达信号的脉内调制类型为PSK类信号调制类型和分析得到该PSK类信号调制类型的相关参数;

若所述PSK类信号识别结果指示所述时域IQ信号不为PSK类信号,则对所述时域IQ信号进行NLFM信号识别处理,得到NLFM信号识别结果;

若所述NLFM信号识别结果指示所述时域IQ信号为NLFM信号,则判定所述短时雷达信号的脉内调制类型为NLFM信号调制类型,或者判定所述短时雷达信号的脉内调制类型为NLFM信号调制类型和计算得到该NLFM信号调制类型的起止频点、最小频点和最大频点;

若所述NLFM信号识别结果指示所述时域IQ信号不为NLFM信号,则对所述时域IQ信号进行FSK类信号识别处理,得到FSK类信号识别结果;

若所述FSK类信号识别结果指示所述时域IQ信号为FSK类信号,则判定所述短时雷达信号的脉内调制类型为FSK类信号调制类型,或者判定所述短时雷达信号的脉内调制类型为FSK类信号调制类型和计算得到该FSK类信号调制类型的频点个数、每个频点的频率、码率和码元数;

若所述FSK类信号识别结果指示所述时域IQ信号不为FSK类信号,则对所述时域IQ信号进行2FSK‑BPSK复合信号识别处理,得到2FSK‑BPSK复合信号识别结果;

若所述FSK‑BPSK复合信号识别结果指示所述时域IQ信号为2FSK‑BPSK复合信号,则判定所述短时雷达信号的脉内调制类型为2FSK‑BPSK复合信号调制类型,或者判定所述短时雷达信号的脉内调制类型为2FSK‑BPSK复合信号调制类型和计算得到该2FSK‑BPSK复合信号调制类型的频点个数、每个频点的频率、FSK信号调制码率、FSK信号调制码元数、BPSK信号调制码率及BPSK信号调制码元数。

2.根据权利要求1所述的短时雷达信号脉内调制类型识别方法,其特征在于,对所述时域IQ信号进行LFM信号识别处理,得到LFM信号识别结果,包括:对所述时域IQ信号进行CW信号识别处理,得到CW信号识别结果;若所述CW信号识别结果指示所述时域IQ信号不为CW信号,则对所述时域IQ信号进行LFM信号识别处理,得到LFM信号识别结果;

和/或,对所述时域IQ信号进行LFM信号识别处理,得到LFM信号识别结果,包括:

针对在所述时域IQ信号中的且在时序上自第2个采样点起的各个采样点,按照如下公式计算得到对应的瞬时频率:式中,表示小于 的正整数, 表示在所述时域IQ信号中的采样点总数, 表示在所述时域IQ信号中的且在时序上的第 个采样点的瞬时频率, 表示所述第 个采样点与相邻在前采样点的相位之差且有 , 表示所述第 个采样点的且在区间 内的相位值, 表示所述相邻在前采样点的且在区间

内的相位值,并有 ,表示小于等于 的正整数, 表示在所

述时域IQ信号中的且在时序上的第 个采样点的相位值, 表示所述第 个采样点的采样值, 表示实数值返回函数, 表示虚数值返回函数, 表示反正切函数;

将在所述时域IQ信号中的且在时序上自第2个采样点起的 个采样点均分为在时序上连续的D1个采样段,其中,D1表示在区间[5,12]内取值的整数;

针对在所述D1个采样段中的各个采样段,计算得到对应的段内所有采样点的瞬时频率平均值;

针对在所述D1个采样段中的各对相邻两采样段,计算得到对应的两瞬时频率平均值的差值;

判断所述各对相邻两采样段的差值是否均在其它对相邻两采样段的差值的90%~110%之间,若是,则判定所述时域IQ信号为LFM信号,否则判定所述时域IQ信号不为LFM信号。

3.根据权利要求1所述的短时雷达信号脉内调制类型识别方法,其特征在于,对所述时域IQ信号进行Frank码多相信号识别处理和QPSK信号识别处理,得到Frank码多相信号识别结果和QPSK信号识别结果,包括:按照如下公式计算得到码率 和码元数 :

式中, 表示所述最小跳变点间距;

判断所述码元数 是否为平方数,若是,则构建过采倍数与所述时域IQ信号一致的Frank码基带信号,否则判定所述时域IQ信号为QPSK信号;

将所述Frank码基带信号与所述时域IQ信号进行互相关处理,得到第一互相关结果;

若在所述第一互相关结果的频谱中发现有最大峰值大于次大峰值6dB以上的情况,则判定所述时域IQ信号为Frank码多相信号,否则判定所述时域IQ信号为QPSK信号;

和/或,对所述时域IQ信号进行多相信号识别处理,得到多相信号识别结果,包括有如下步骤S491~S498:S491.计算得到码率 和码元数 ,然后执行步骤S492,其中,所述码率

和所述码元数 按照如下公式计算得到:

式中, 表示所述最小跳变点间距;

S492.判断所述码元数 是否为平方数,若是,则执行步骤S493,否则执行步骤S496;

S493.判断所述码元数 是否为偶数,若是,则执行步骤S494,否则执行步骤

S495;

S494.根据所述码元数 和所述时域IQ信号的过采倍数,构建与所述时域IQ信

号同码元数的且同过采倍数的P2码基带信号,然后将所述P2码基带信号与所述时域IQ信号进行互相关处理,得到第二互相关结果,最后若在所述第二互相关结果的频谱中发现有最大峰值大于次大峰值6dB以上的情况,则判定所述时域IQ信号为P2码多相信号,否则执行步骤S495;

S495.根据所述码元数 和所述时域IQ信号的过采倍数,构建与所述时域IQ信

号同码元数的且同过采倍数的P1码基带信号,然后将所述P1码基带信号与所述时域IQ信号进行互相关处理,得到第三互相关结果,最后若在所述第三互相关结果的频谱中发现有最大峰值大于次大峰值6dB以上的情况,则判定所述时域IQ信号为P1码多相信号,否则执行步骤S496;

S496.根据所述码元数 和所述时域IQ信号的过采倍数,构建与所述时域IQ信

号同码元数的且同过采倍数的Frank码基带信号,然后将所述Frank码基带信号与所述时域IQ信号进行互相关处理,得到第四互相关结果,最后若在所述第四互相关结果的频谱中发现有最大峰值大于次大峰值6dB以上的情况,则判定所述时域IQ信号为Frank码多相信号,否则执行步骤S497;

S497.根据所述码元数 和所述时域IQ信号的过采倍数,构建与所述时域IQ信

号同码元数的且同过采倍数的P3码基带信号,然后将所述P3码基带信号与所述时域IQ信号进行互相关处理,得到第五互相关结果,最后若在所述第五互相关结果的频谱中发现有最大峰值大于次大峰值6dB以上的情况,则判定所述时域IQ信号为P3码多相信号,否则执行步骤S498;

S498.根据所述码元数 和所述时域IQ信号的过采倍数,构建与所述时域IQ信

号同码元数的且同过采倍数的P4码基带信号,然后将所述P4码基带信号与所述时域IQ信号进行互相关处理,得到第六互相关结果,最后若在所述第六互相关结果的频谱中发现有最大峰值大于次大峰值6dB以上的情况,则判定所述时域IQ信号为P4码多相信号,否则判定所述时域IQ信号不为多相信号。

4.根据权利要求1所述的短时雷达信号脉内调制类型识别方法,其特征在于,对所述时域IQ信号进行NLFM信号识别处理,得到NLFM信号识别结果,包括:针对在所述时域IQ信号中的且在时序上自第2个采样点起的各个采样点,按照如下公式计算得到对应的瞬时频率:式中,表示小于 的正整数, 表示在所述时域IQ信号中的采样点总数, 表示在所述时域IQ信号中的且在时序上的第 个采样点的瞬时频率, 表示所述第 个采样点与相邻在前采样点的相位之差且有 , 表示所述第 个采样点的且在区间 内的相位值, 表示所述相邻在前采样点的且在区间

内的相位值,并有 ,表示小于等于 的正整数, 表示在所

述时域IQ信号中的且在时序上的第 个采样点的相位值, 表示所述第 个采样点的采样值, 表示实数值返回函数, 表示虚数值返回函数, 表示反正切函数;

从所有所述瞬时频率中找到瞬时频率最大值 和瞬时频率最小值 ;

将在所述时域IQ信号中的且在时序上自第2个采样点起的 个采样点均分为在时序上连续的八个采样段;

针对在所述八个采样段中的各个采样段,计算得到对应的段内所有采样点的瞬时频率平均值;

从所有所述瞬时频率平均值中找到瞬时频率平均最大值 和瞬时频率平均最

小值 ;

判断条件 和 是否均成

立,若是,则计算四对特定采样段的瞬时频率平均值的和值及差值,否则判定所述时域IQ信号不为NLFM信号,其中, 表示在所述八个采样段中的且在时序上的第一个采样段的瞬时频率平均值, 表示在所述八个采样段中的且在时序上的第四个采样段的瞬时频率平均值, 表示在所述八个采样段中的且在时序上的第五个采样段的瞬时频率平均值, 表示在所述八个采样段中的且在时序上的第八个采样段的瞬时频率平均值, 表示第三门限值且有 ,所述四对特定采样段包括有所述第一个采样段与所述第五个采样段、在所述八个采样段中的且在时序上的第二个采样段与在所述八个采样段中的且在时序上的第八个采样段、在所述八个采样段中的且在时序上的第三个采样段与在所述八个采样段中的且在时序上的第七个采样段以及所述第四个采样段与所述第八个采样段;

若所有所述和值的绝对值均小于 ,则判定所述时域IQ信号为反对称NLFM信号,以及若所有所述差值的绝对值均小于 ,则判定所述时域IQ信号为对称NLFM信号,而若是其它情况,则判定所述时域IQ信号不为NLFM信号,其中, 表示第四门限值且有。

5.根据权利要求1所述的短时雷达信号脉内调制类型识别方法,其特征在于,对所述时域IQ信号进行FSK类信号识别处理,得到FSK类信号识别结果,包括:对所述时域IQ信号进行频谱分析,找到所述时域IQ信号的3dB带宽;

在所述3dB带宽内查找最大峰值;

若查找到的最大峰值的数目为2,则判定所述时域IQ信号为2FSK信号;

若查找到的最大峰值的数目为4,则先将与四个最大峰值一一对应的四个频点进行由小到大的排序,得到频点队列,然后计算在所述频点队列中3对相邻两频点的频率差值,最后若所有所述频率差值的波动误差在10%以内,则判定所述时域IQ信号为4FSK信号,否则判定所述时域IQ信号不为FSK类信号;

若查找到的最大峰值的数目不为2或4,则判定所述时域IQ信号不为FSK类信号。

6.根据权利要求1所述的短时雷达信号脉内调制类型识别方法,其特征在于,对所述时域IQ信号进行2FSK‑BPSK复合信号识别处理,得到2FSK‑BPSK复合信号识别结果,包括:对所述时域IQ信号进行二次方操作,得到二次方信号;

对所述二次方信号进行所述FSK类信号识别处理,得到FSK信号识别新结果;

若所述FSK信号识别新结果指示所述二次方信号为FSK类信号,则计算得到所述二次方信号的FSK类信号频率值、FSK类信号码率和FSK类信号码元数,否则判定所述时域IQ信号不为2FSK‑BPSK复合信号;

将所述二次方信号的FSK类信号频率值除以2得到所述时域IQ信号的FSK类信号频率值,以及将所述二次方信号的FSK类信号码率作为所述时域IQ信号的FSK类信号码率,以及将所述二次方信号的FSK类信号码元数作为所述时域IQ信号的FSK类信号码元数;

根据所述时域IQ信号的FSK类信号频率值、FSK类信号码率和FSK类信号码元数,取在所述时域IQ信号中的且与最短的某个频率持续时间对应的连续采样点,并对该连续采样点进行BPSK信号识别处理,得到BPSK信号识别新结果;

若所述BPSK信号识别新结果指示所述连续采样点为BPSK信号,则判定所述时域IQ信号为2FSK‑BPSK复合信号,否则判定所述时域IQ信号不为2FSK‑BPSK复合信号。

7.一种短时雷达信号脉内调制类型识别装置,其特征在于,包括有信号提取单元、第一识别单元、第一判定单元、第二识别单元、第二判定单元、第三识别单元、第三判定单元、第四识别单元、第四判定单元、第五识别单元和第五判定单元;

所述信号提取单元,用于从短时雷达信号中提取出已降采样的时域IQ信号,其中,所述时域IQ信号在采样率内只有一个脉冲,所述时域IQ信号的过采倍数在区间[3,8]内取整数值,所述时域IQ信号的频偏小于等于 , 表示所述时域IQ信号的采样率;

所述第一识别单元,通信连接所述信号提取单元,用于对所述时域IQ信号进行LFM信号识别处理,得到LFM信号识别结果;

所述第一判定单元,通信连接所述第一识别单元,用于若所述LFM信号识别结果指示所述时域IQ信号为LFM信号,则判定所述短时雷达信号的脉内调制类型为LFM信号调制类型,或者判定所述短时雷达信号的脉内调制类型为LFM信号调制类型和计算得到该LFM信号调制类型的起止频率;

所述第二识别单元,分别通信连接所述信号提取单元和所述第一识别单元,用于若所述LFM信号识别结果指示所述时域IQ信号不为LFM信号,则对所述时域IQ信号进行PSK类信号识别处理,得到PSK类信号识别结果,具体包括:对所述时域IQ信号进行频谱分析,找到所述时域IQ信号的3dB带宽;针对在所述时域IQ信号中的且在时序上自第2个采样点起的各个采样点,按照如下公式计算得到对应的瞬时频率:式中,表示小于 的正整数, 表示在所述时域IQ信号中的采样点总数, 表示在所述时域IQ信号中的且在时序上的第 个采样点的瞬时频率, 表示所述第 个采样点与相邻在前采样点的相位之差且有 , 表示所述第 个采样点的且在区间 内的相位值, 表示所述相邻在前采样点的且在区间

内的相位值,并有 ,表示小于等于 的正整数, 表示在所

述时域IQ信号中的且在时序上的第 个采样点的相位值, 表示所述第 个采样点的采样值, 表示实数值返回函数, 表示虚数值返回函数, 表示反正切函数;从所有所述瞬时频率中找到频率值大于 的第一频率跳变点和小于 的第二频率跳变点;判断找到的所有频率跳变点的总数目是否为小于等于第一门限值的正整数,若否,则判定所述时域IQ信号不为PSK类信号,其中,所述第一门限值 ,表示所述3dB带宽;若判定所述总数目为小于等于所述第一门限值的正整数,则按照如下方式(A1)和(A2)查找是否存在最小跳变点间距:(A1)若所述总数目为1,则将唯一频率跳变点的位置索引作为最小跳变点间距;(A2)若所述总数目大于1,则将具有在第二门限值之上间距的相邻两频率跳变点的最小间距作为最小跳变点间距,其中,所述第二门限值;若未找到所述最小跳变点间距,则判定所述时域IQ信号不为PSK类信号,否则计算得到所述时域IQ信号的二倍谱;若在所述二倍谱中发现有最大峰值大于次大峰值3dB以上的情况,则判定所述时域IQ信号为BPSK信号,否则计算得到所述时域IQ信号的四倍谱;若在所述四倍谱中发现有最大峰值大于次大峰值3dB以上的情况,则对所述时域IQ信号进行Frank码多相信号识别处理和QPSK信号识别处理,得到Frank码多相信号识别结果和QPSK信号识别结果,否则将与所述最小跳变点间距对应的两个频率跳变点之间的信号取出,并对取出信号进行所述LFM信号识别处理,得到LFM信号识别新结果;若所述LFM信号识别新结果指示所述取出信号为LFM信号,则判定所述时域IQ信号为BPSK‑LFM复合信号,否则对所述时域IQ信号进行多相信号识别处理,得到多相信号识别结果;

所述第二判定单元,通信连接所述第二识别单元,用于若所述PSK类信号识别结果指示所述时域IQ信号为PSK类信号,则判定所述短时雷达信号的脉内调制类型为PSK类信号调制类型,或者判定所述短时雷达信号的脉内调制类型为PSK类信号调制类型和分析得到该PSK类信号调制类型的相关参数;

所述第三识别单元,分别通信连接所述信号提取单元和所述第二识别单元,用于若所述PSK类信号识别结果指示所述时域IQ信号不为PSK类信号,则对所述时域IQ信号进行NLFM信号识别处理,得到NLFM信号识别结果;

所述第三判定单元,通信连接所述第三识别单元,用于若所述NLFM信号识别结果指示所述时域IQ信号为NLFM信号,则判定所述短时雷达信号的脉内调制类型为NLFM信号调制类型,或者判定所述短时雷达信号的脉内调制类型为NLFM信号调制类型和计算得到该NLFM信号调制类型的起止频点、最小频点和最大频点;

所述第四识别单元,分别通信连接所述信号提取单元和所述第三识别单元,用于若所述NLFM信号识别结果指示所述时域IQ信号不为NLFM信号,则对所述时域IQ信号进行FSK类信号识别处理,得到FSK类信号识别结果;

所述第四判定单元,通信连接所述第四识别单元,用于若所述FSK类信号识别结果指示所述时域IQ信号为FSK类信号,则判定所述短时雷达信号的脉内调制类型为FSK类信号调制类型,或者判定所述短时雷达信号的脉内调制类型为FSK类信号调制类型和计算得到该FSK类信号调制类型的频点个数、每个频点的频率、码率和码元数;

所述第五识别单元,分别通信连接所述信号提取单元和所述第四识别单元,用于若所述FSK类信号识别结果指示所述时域IQ信号不为FSK类信号,则对所述时域IQ信号进行

2FSK‑BPSK复合信号识别处理,得到2FSK‑BPSK复合信号识别结果;

所述第五判定单元,通信连接所述第五识别单元,用于若所述FSK‑BPSK复合信号识别结果指示所述时域IQ信号为2FSK‑BPSK复合信号,则判定所述短时雷达信号的脉内调制类型为2FSK‑BPSK复合信号调制类型,或者判定所述短时雷达信号的脉内调制类型为2FSK‑BPSK复合信号调制类型和计算得到该2FSK‑BPSK复合信号调制类型的频点个数、每个频点的频率、FSK信号调制码率、FSK信号调制码元数、BPSK信号调制码率及BPSK信号调制码元数。

8.一种计算机设备,其特征在于,包括有依次通信连接的存储器、处理器和收发器,其中,所述存储器用于存储计算机程序,所述收发器用于收发消息,所述处理器用于读取所述计算机程序,执行如权利要求1~6中任意一项所述的短时雷达信号脉内调制类型识别方法。

9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有指令,当所述指令在计算机上运行时,执行如权利要求1~6中任意一项所述的短时雷达信号脉内调制类型识别方法。