[发明专利]一种基于自适应阈值双门限的脉冲到达时间测量方法

说明书

一种基于自适应阈值双门限的脉冲到达时间测量方法，通过双门限检测快速获得更准确的脉冲到达时间起始位置。包括：选择雷达采样回波中的其中一个脉冲，统计均值，自适应设置检测阈值，通过该阈值标定回波信号每个点；统计不同形式发射波形前后沿抖动误差，根据误差容忍范围，采用自相关方法获得稳定且连续的信号采样点，从而得到单一脉冲到达时间。本发明降低了传统脉冲到达时间测量方法的复杂性，同时提高了脉冲到达时间测量的准确度。

技术领域

本发明一种基于自适应阈值双门限的脉冲到达时间测量方法，属于雷达技术领域，能够应用于雷达技术领域数据采集分析系统，具体地，涉及基于自适应阈值双门限的脉冲到达时间测量方法。

背景技术

对于雷达技术领域，现代雷达信号处理需要现场采集大量的雷达视频回波数据，以分析和研究目标回波信号的各种特性，为目标的信息提取和处理提供依据。而随着当代电子战的电磁环境愈加恶劣，雷达发射信号的形式变得多种多样，若要有效分析采集回波的特性，就有必要对多种形式的雷达信号的到达时间进行精确测量，以正确截取目标回波信号。

通常情况下，当信号的信噪比很高时，直接通过合理的门限检测就可以确定信号的到达时间。然而，在较低信噪比的情况下，由于脉冲前后沿受到噪声和干扰的影响抖动误差增大，信号前后沿的采样点容易埋没在噪声或干扰中，不能直接通过固定门限检测估计信号脉冲到达时间。

为了解决以上问题，通常采用以下方法：。

这些方法存在复杂度较高，实时性较差的问题，采用自适应阈值双门限测量方法能够快速准确的定位脉冲前沿，并且复杂度低。通过文献检索，多篇专利文献和非专利文献中对脉冲到达时间测量方法进行了描述。

专利文献《一种基于匹配自相关算法的雷达信号TOA估计方法》申请号CN201710034262.3提出了一种基于匹配自相关算法的雷达信号TOA估计方法，它通过粗估计雷达信号起止时间、估计发射雷达信号模型、计算匹配滤波的响应、匹配滤波得到匹配后雷达信号的峰值点四个步骤估计雷达信号TOA，该方法较复杂，实现难度较大，不适用于数据采集分析系统。专利文献《一种脉冲电磁波到达时刻的探测方法》申请号CN97109239.7提出了一种依据对以往的该种待测电磁波的统计规律确定电磁波到达时刻的探测方法，用于减小脉冲电磁波传播过程中因为波形变化对其时间标定带来的误差，该发明主要应用于电磁波测量定位系统，其定位误差很小，但太过依赖于对以往的该种待测电磁波的大量统计规律。专利文献《高精度测量脉冲到达时间的方法和装置》申请号CN201110398017.3提出了一种高精度测量脉冲到达时间的方法和装置。它通过设置固定比例生成自适应门限、根据自适应门限确定脉冲初始到达时间、获得脉冲到达时间偏差、求平均四个步骤测量脉冲到达时间，主要用于机场区对飞机的精确定位和识别，提高机场的安全性。专利文献《雷达脉冲重复频率检测与初始脉冲到达时间的估计方法》申请号CN201610184489.1提出了一种改进的对雷达脉冲重复频率检测与初始脉冲到达时间的估计方法，该方法处理效率较高、资源占用较少，但对初始脉冲到达时间估计准确率不高。

非专利文献“基于自相关算法的TOA估计方法研究”，作者孙超等对用于TOA估计的自相关算法在低信噪比的门限设置问题进行研究，通过对门限设置的改进，减少了因信噪比过低引起的TOA误判问题；该方法虽然一定程度上降低了误判问题，但准确度仍然不是很高。非专利文献(脉冲信号TOA估计方法研究，马淑歌)对多种形式信号的TOA估计方法进行了研究，提出一种倒数相关累加算法，精度有一定提高，但该方法依赖于信号参数估计精度，一旦其精度变低，信号到达时间的估计精度会变差；另外该文献还提出Haar小波变换算法，性能更优，但该方法实现复杂度高，且对较复杂形式的信号估计精确度低。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出了一种基于自适应阈值双门限的脉冲到达时间测量方法，解决了传统测量方法的估计准确度与实现复杂度相冲突的问题，在保证测量准确度的同时，降低实现复杂度。

本发明解决上述技术问题的技术方案包括：