[发明专利]一种基于FPGA实现的脉内调制特征实时提取与分类系统

摘要

本发明属于数字化信号处理领域，具体涉及一种实时性更强、精度更高的基于FPGA实现的脉冲干扰内部调制特征实时提取与分类系统。本发明包括信号生成模块；脉冲形成模块；识别模块，包括调相信号识别模块和调频信号模块；测频模块，包括FFT测频和瞬时相位差测频；综合判别模块。对信号的识别采用从粗到细的方法，先通过3dB带宽对信号进行粗识别，分成调相信号和调频信号两大类。调相信号包括BPSK信号、QPSK信号和常规雷达信号；调频信号包括LFM信号、NLFM信号、VFM信号和SFM信号。然后对信号进行细识别，对调频信号采用时频分析进一步分类，对调相信号采用时域累加瞬时自相关法进行进一步分类。

主权项

一种基于FPGA实现的脉内调制特征实时提取与分类系统，该系统包括信号生成模块、脉冲形成模块、识别模块、测频模块以及综合判别模块；其特征在于：信号生成模块：利用FPGA生成一路或三路脉冲干扰采样I、Q数据，数据由matlab仿真生成后存入PFGA；脉冲形成模块：根据经脉冲干扰后的采样I、Q数据，计算其信号幅度和相位，并将所述幅度与固定门限值比较，判断信号是否存在及信号的起始点和结束点，若连续n个幅度大于固定门限值则认为有信号，若连续n个幅度小于固定门限值则认为有脉冲下降沿，给出对应的时频脉冲；识别模块，包括调相信号识别模块和调频信号识别模块：调相信号识别模块用于对计算出的相位信息执行相位瞬时自相关、时域累加、相对子码识别和峰值统计，根据瞬时自相关后的相位跳变峰值进行区分调相信号，相位跳变幅度几乎为零则识别为常规信号，只有一种跳变值则识别为BPSK，有两种跳变值则识别为QPSK；调频信号识别模块用于执行延时、FFT、3dB带宽判决和时频统计，对经脉冲干扰后的采样I、Q数据进行延时处理，并将输出的信号进行128点的FFT，求信号的频率，进而计算信号的3dB带宽，粗识别出调频与调相信号，根据FFT求出的频率进行时频统计，采用中心频率法识别调频信号，频率变化相同且不等于零则识别为LFM信号，频率变化率明显不一致则识别为NLFM信号，存在频率极值点且前后两段的频率变化率明显不一致，以及每段频率变化率相同且不等于零则识别为VFM信号，存在频率极值点且频率呈三角函数变化关系，以及起始时刻、中间时刻、结束时刻对应的频率的变化率等于零则识别为SFM信号；测频模块，用于对经过FFT处理后的信息进行FFT测频和瞬时相位差测频：FFT法测频所需时间长，在调频信号的识别时，至少需要5个频率点进行时频分析，在处理短脉冲信号时，调频信号采用瞬时相位差法来计算信号的频率，通过CORDIC模块计算出的相位信息进行瞬时相位差测频；综合判别模块：同步脉冲过后，依据统计结果，给出脉内分析结果，识别出雷达信号的调制方式和调制参数。