一种基于幅度特征分析的天线扫描周期估计方法及装置

技术领域

本申请涉及电子信号处理技术领域，具体而言，涉及一种基于幅度特征分析的天线扫描周期估计方法及装置。

背景技术

随着雷达技术的日趋进步，雷达对抗也逐渐成为了电子对抗的重要组成部分。包括雷达威胁告警(Radar Warning Receiver，RWR)、电子支援侦察系统(ElectronicSupportMeasure，ESM)和电子情报侦察系统(Electronic Intelligence，ELINT)在内的雷达侦察系统是雷达对抗的重要内容。雷达使用天线设备来辐射和接受电磁波并决定雷达的探测方向，天线是雷达的重要组成部分，因此其性能对雷达的性能有着十分重要的影响。天线扫描周期是雷达辐射源的重要技术参数，在雷达设计完成后不能随意更改，是电子战目标型号识别和状态判断的关键参数，天线扫描周期的准确估算对于电子战目标的态势感知和情报生成具有重要的意义。

天线扫描周期测量主要有直接法和相关法，直接法通过选择脉冲幅度大小的峰值确定主瓣中心时刻，在信号的主瓣波束宽度较窄时，该方法具有较高的稳定性，但当雷达主瓣波束较宽或采用相控阵体制时，脉冲簇中有较多位置均具有最高幅度，主瓣中心脉冲容易选取错误。而相关法则要求主瓣幅度测量有较高的稳定性，当主瓣侦收不完整时则容易产生选取错误，且处理耗时较长，难以满足电子战系统实时处理的需求。

发明内容

本申请的目的在于，为了克服现有的技术缺陷，提供了一种基于幅度特征分析的天线扫描周期估计方法及装置，通过统计并分析主瓣峰值时刻差值及变化量确认天线扫描周期，克服了现有技术估算天线扫描周期不准确以及相关法处理耗时过长的问题。

本申请目的通过下述技术方案来实现：

第一方面，本申请提出了一种基于幅度特征分析的天线扫描周期估计方法，所述方法包括：

S1、计算滑窗均值幅度峰值并获取对应的峰值时刻；

S2、获取包含所述峰值时刻的峰值持续时间，判断所述峰值持续时间内的脉冲幅度差值和脉冲个数是否满足第一预设门限；

S3、在满足所述第一预设门限的情况下，将所述峰值持续时间内脉冲对应的幅度置零，重新执行S1和S2，通过主瓣查询条件结合初始信号主瓣确定多个信号主瓣，在信号主瓣的个数不小于第二预设门限的情况下执行S4，所述初始信号主瓣是峰值持续时间内的脉冲；

S4、将所有信号主瓣的峰值时刻递增排序得到主瓣峰值时刻序列，根据所述主瓣峰值时刻序列确定天线扫描周期。

在一种可能的实施方式中，滑窗均值幅度峰值采用滑窗统计方法得出。

在一种可能的实施方式中，滑窗均值幅度峰值PA

其中M为滑窗内的脉冲个数，PA

在一种可能的实施方式中，所述第一预设门限包括第一门限值和第二门限值，S2、获取包含所述峰值时刻的峰值持续时间，判断所述峰值持续时间内的脉冲幅度差值和脉冲个数是否满足第一预设门限的步骤，包括：

S2-1、获取所述峰值时刻前后的滑窗持续时间内的脉冲幅度最大值和脉冲幅度最小值；

S2-2、计算所述脉冲幅度最大值和所述脉冲幅度最小值的差值，若差值不小于第一门限值，判断脉冲个数是否小于第二门限值；

S2-3、若脉冲个数不小于第二门限值，执行S3。

在一种可能的实施方式中，通过主瓣查询条件结合初始信号主瓣确定多个信号主瓣的步骤，包括：

判断每个信号主瓣对应的脉冲幅度最大值与初始信号主瓣的脉冲幅度最大值的差值是否不小于第三预设门限，若不小于则结束执行S1和S2并统计信号主瓣个数。

在一种可能的实施方式中，根据所述主瓣峰值时刻序列确定天线扫描周期的步骤，包括：

根据所述主瓣峰值时刻序列计算多个扫描周期时间间隔；

在扫描周期时间间隔均在预设范围的情况下确定天线扫描周期。

第二方面，本申请提出了一种基于幅度特征分析的天线扫描周期估计装置，所述装置包括：

计算模块，用于计算滑窗均值幅度峰值并获取对应的峰值时刻；

判断模块，用于获取包含所述峰值时刻的峰值持续时间，判断所述峰值持续时间内的脉冲幅度差值和脉冲个数是否满足第一预设门限；

信号主瓣确认模块，用于在满足所述第一预设门限的情况下，将所述峰值持续时间内脉冲对应的幅度置零，通过主瓣查询条件结合初始信号主瓣确定多个信号主瓣；

扫描周期确认模块，用于将所有信号主瓣的峰值时刻递增排序得到主瓣峰值时刻序列，根据所述主瓣峰值时刻序列确定天线扫描周期。

第三方面，本申请还提出了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现如第一方面任一项所述的天线扫描周期估计方法。

第四方面，本申请还提出了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序由处理器加载并执行以实现如第一方面任一项所述的天线扫描周期估计方法。

上述本申请主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本申请可采用并要求保护的方案；且本申请，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本申请方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本申请所要保护的技术方案，在此不做穷举。

本申请公开了一种基于幅度特征分析的天线扫描周期估计方法及装置，首先计算滑窗均值幅度峰值并获取对应的峰值时刻，然后获取包含峰值时刻的峰值持续时间，判断脉冲幅度差值和脉冲个数是否满足第一预设门限，满足的情况下将峰值持续时间内脉冲对应的幅度置零，执行上述步骤，通过主瓣查询条件结合初始信号主瓣确定多个信号主瓣，在信号主瓣的个数不小于第二预设门限的情况下，将各个信号主瓣的峰值时刻递增排序得到主瓣峰值时刻序列，根据主瓣峰值时刻序列确定天线扫描周期，能够克服现有技术估算天线扫描周期不准确以及相关法处理耗时过长的问题，实现了对信号天线扫描周期的准确估计。

附图说明

图1示出了本申请实施例提出的基于幅度特征分析的天线扫描周期估计方法的流程示意图。

图2示出了本申请实施例提出的幅度滑窗统计的示意图。

图3示出了本申请实施例提出的天线扫描周期处理的流程图。

图4示出了信号1的时间幅度的示意图。

图5示出了信号2的时间幅度的示意图。

图6示出了信号3的时间幅度的示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在现有技术中，直接法具有较高的稳定性，但当雷达主瓣波束较宽或采用相控阵体制时，脉冲簇中有较多位置均具有最高幅度，主瓣中心脉冲容易选取错误。而相关法则要求主瓣幅度测量有较高的稳定性，当主瓣侦收不完整时则容易产生选取错误，且处理耗时较长，难以满足电子战系统实时处理的需求。

因此为了解决现有技术存在的问题，本申请实施例提出了一种基于幅度特征分析的天线扫描周期估计方法及装置，在对天线扫描幅度特征进行深入分析的基础上，统计并分析主瓣峰值时刻差值及变化量来确认天线扫描周期，能够实现对信号天线扫描周期的精确估计，接下来对其进行详细说明。

请参照图1，图1示出了本申请实施例提出的基于幅度特征分析的天线扫描周期估计方法的流程示意图，应用于雷达天线，该方法包括以下步骤：

S1、计算滑窗均值幅度峰值并获取对应的峰值时刻。

由于雷达天线扫描周期一般为5s-20s，截取持续时间60s的脉冲为分析对象，采用滑窗统计方法计算滑窗均值幅度峰值并获取对应的峰值时刻，如图2所示，图2示出了本申请实施例提出的幅度滑窗统计的示意图，滑窗持续时间取为LastTime

其中M为滑窗内的脉冲个数，PA

S2、获取包含峰值时刻的峰值持续时间，判断峰值持续时间内的脉冲幅度差值和脉冲个数是否满足第一预设门限。

第一预设门限包括第一门限值和第二门限值，要判断主瓣幅度差和脉冲数是否满足门限，S2步骤具体包括：

S2-1、获取峰值时刻前后的滑窗持续时间内的脉冲幅度最大值和脉冲幅度最小值；

S2-2、计算脉冲幅度最大值和脉冲幅度最小值的差值，若差值不小于第一门限值，判断脉冲个数是否小于第二门限值；

S2-3、若脉冲个数不小于第二门限值，执行S3。

获取峰值时刻前后的滑窗持续时间内的脉冲，也可以获取脉冲峰值时刻前后持续时间各LastTime

S3、在满足第一预设门限的情况下，将峰值持续时间内脉冲对应的幅度置零，重新执行S1和S2，通过主瓣查询条件结合初始信号主瓣确定多个信号主瓣，在信号主瓣的个数不小于第二预设门限的情况下执行S4。

初始信号主瓣是峰值持续时间内的脉冲，主瓣查询条件为：判断每个信号主瓣对应的脉冲幅度最大值与初始信号主瓣的脉冲幅度最大值的差值是否不小于第三预设门限，若不小于则结束执行S1和S2并统计信号主瓣个数。

在满足第一预设门限的情况下，将峰值持续时间内的脉冲作为信号主瓣，将该段脉冲幅度置零，重复执行S1和S2，不断产生由峰值幅度大至小的信号主瓣，计算每个信号主瓣对应的脉冲幅度最大值PA

S4、将所有信号主瓣的峰值时刻递增排序得到主瓣峰值时刻序列，根据主瓣峰值时刻序列确定天线扫描周期。

根据主瓣峰值时刻序列计算多个扫描周期时间间隔；

在扫描周期时间间隔均在预设范围的情况下确定天线扫描周期。

在进行扫描周期计算与确认时，将各个信号主瓣的峰值时刻按照递增排序得到主瓣峰值时刻Ti，i＝1,2,..,M，依次计算对应的扫描周期时间间隔ScanPeriod

请参照图3，图3示出了本申请实施例提出的天线扫描周期处理的流程图，在一种可能的实施例中，先获取滑窗均值幅度峰值，和对应的峰值时刻，然后截取峰值幅度时刻位于左右各LastTim

值得说明的是，本申请实施例中的所有预设门限或者门限值能够根据实际情况对其进行相应设置。

为了验证本方案的有效性，在电子战系统实施本申请，场景为多部地面预警雷达。其分选后的脉冲时间幅度如图4-图6，图4示出了信号1的时间幅度的示意图，图5示出了信号2的时间幅度的示意图，图6示出了信号3的时间幅度的示意图。由于对象以及系统时序的差异，各目标对象的主瓣幅度形状和扫描周期均存在一定的差异。采用本申请能够准确的提取得到信号1至信号3的天线扫描周期分别为10s，20s和5s，在主频1GHz的PowerPC硬件平台上处理时间小于1ms，可满足电子战系统实时处理的要求。

本申请公开了一种基于幅度特征分析的天线扫描周期估计方法及装置，首先计算滑窗均值幅度峰值并获取对应的峰值时刻，然后获取包含峰值时刻的峰值持续时间，判断脉冲幅度差值和脉冲个数是否满足第一预设门限，满足的情况下将峰值持续时间内脉冲对应的幅度置零，执行上述步骤，通过主瓣查询条件结合初始信号主瓣确定多个信号主瓣，在信号主瓣的个数不小于第二预设门限的情况下，将各个信号主瓣的峰值时刻递增排序得到主瓣峰值时刻序列，根据主瓣峰值时刻序列确定天线扫描周期，能够克服现有技术估算天线扫描周期不准确以及相关法处理耗时过长的问题，实现了对信号天线扫描周期的准确估计。

下面给出一种基于幅度特征分析的天线扫描周期估计装置可能的实现方式，其用于执行上述实施例及可能的实现方式中示出的天线扫描周期估计方法各个执行步骤和相应技术效果。该装置包括：

计算模块，用于计算滑窗均值幅度峰值并获取对应的峰值时刻；

判断模块，用于获取包含峰值时刻的峰值持续时间，判断峰值持续时间内的脉冲幅度差值和脉冲个数是否满足第一预设门限；

信号主瓣确认模块，用于在满足第一预设门限的情况下，将峰值持续时间内脉冲对应的幅度置零，通过主瓣查询条件结合初始信号主瓣确定多个信号主瓣；

扫描周期确认模块，用于将所有信号主瓣的峰值时刻递增排序得到主瓣峰值时刻序列，根据主瓣峰值时刻序列确定天线扫描周期。

本优选实施例提供了一种计算机设备，该计算机设备可以实现本申请实施例所提供的天线扫描周期估计方法任一实施例中的步骤，因此，可以实现本申请实施例所提供的天线扫描周期估计方法的有益效果，详见前面的实施例，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解，上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤可以通过指令来完成，或通过指令控制相关的硬件来完成，该指令可以存储于一计算机可读存储介质中，并由处理器进行加载和执行。为此，本申请实施例提供一种存储介质，其中存储有多条指令，该指令能够被处理器进行加载，以执行本申请实施例所提供的天线扫描周期估计方法中任一实施例的步骤。

其中，该存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取记忆体(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。

由于该存储介质中所存储的指令，可以执行本申请实施例所提供的任一天线扫描周期估计方法实施例中的步骤，因此，可以实现本申请实施例所提供的任一天线扫描周期估计方法所能实现的有益效果，详见前面的实施例，在此不再赘述。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。