一种基于关联脉冲对的动态直方图分选算法

doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2023.01.008

摘要/Abstract

摘要：

针对现有分选算法在复杂电磁环境下准确性与效率降低的问题，提出了一种基于关联脉冲对的动态直方图分选方法。该方法首先对到达时间差进行固定箱长统计，将高于检测门限的相邻箱进行合并，得到动态直方图统计结果，估计出潜在PRI(pulse repetition interval)。对潜在PRI对应的关联脉冲对进行分析，剔除虚假PRI并估计出真实PRI的抖动量。最后，再依据PRI参数完成脉冲序列搜索，实现对雷达信号的分选。仿真实验表明，该方法在较低的到达时间差级数条件下，对多部复杂PRI调制信号的分选准确率达到95%，能够对复杂电磁环境下的雷达信号进行有效分选。

关键词: 信号分选, 复杂电磁环境, 关联脉冲对, 动态箱长, 序列差直方图

Abstract:

Aiming at the problem that existing deinterleaving algorithms' accuracy and efficiency decrease in a complex electromagnetic environment， a dynamic histogram deinterleaving method is proposed based on correlated pulse pairs. The process firstly performs fixed box length statistics on the difference of TOA（time of arrival）. It merges adjacent boxes higher than the detection threshold to obtain dynamic histogram statistics and estimate the potential PRI（pulse repetition interval）. By analyzing correlation pulse pairs corresponding to the potential PRI， the false PRI is eliminated， and the amount of jitter of the real PRI is estimated. Finally， the pulse sequence search is completed according to the PRI parameters to realize the deinterleaving of radar signals. Simulation experiments show that the method can achieve 95% accuracy in deinterleaving multiple complex PRI modulated signals under a lower depth and the technique can effectively deinterleave radar signals in a complex electromagnetic environment.

Key words: signal deinterleaving, complex electromagnetic environment, correlated pulse pairs, dynamic box length, sequential difference histogram

中图分类号:

TJ01

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图/表 13

图1 雷达脉冲序列TOA示意图

Fig. 1 Schematic diagram of radar pulse sequence TOA

图2 到达时间差统计直方图

Fig. 2 Statistical histogram of DTOA

图3 动态箱长直方图统计合并过程

Fig. 3 Merge process of dynamic box length statistical histogram

图4 实验1雷达时序分布情况

Fig. 4 Radar signal distribution in experiment 1

表1 实验1雷达PRI调制类型及相关参数

Table 1 Radar PRI modulation type and related parameters in experiment 1

辐射源序号	调制类型	调制参数/μs	脉冲个数
1	固定	10	4 998
2	抖动	54~66	833
3	参差	31，47，55	676
4	抖动	72~74	27

图5 实验1固定箱长与动态箱长统计结果对比

Fig. 5 Comparison of statistical results between fixed and dynamic box length in experiment 1

图6 实验2关联脉冲对到达时间差统计结果

Fig. 6 Statistical results of correlated pulse pairs DTOA in experiment 1

表2 实验1分选结果

Table 2 Deinterleaving result in experiment 1

辐射源序号	PRI类型	PRI中心/ $μ s$	PRI抖动量/%	级数	分选脉冲数	分选准确率/%
1	抖动	9.999	2.99	1	4 996	99.96
2	参差	133.01	0.6	1	663	98.08
3	抖动	59.92	10.8	1	821	98.68
4	抖动	72.83	1.43		26	96.30

表2 实验1分选结果

Table 2 Deinterleaving result in experiment 1

辐射源序号	PRI类型	PRI中心/ $μ s$	PRI抖动量/%	级数	分选脉冲数	分选准确率/%
1	抖动	9.999	2.99	1	4 996	99.96
2	参差	133.01	0.6	1	663	98.08
3	抖动	59.92	10.8	1	821	98.68
4	抖动	72.83	1.43		26	96.30

图7 实验2雷达信号时序分布情况

Fig. 7 Radar signal timing distribution in experiment 2

表3 实验2雷达PRI调制类型及相关参数

Table 3 Radar PRI modulation type and parameters of the second experiment

辐射源序号	调制类型	调制参数/μs	脉冲个数
1	固定	270	185
2	组变	34，45，23（24个）	656
3	滑变	85~105	94
4	正弦	中心70，幅度10	213

图8 实验2第1次到达时间差统计结果

Fig. 8 First statistical results of DTOA in experiment 2

表4 实验2分选结果

Table 4 Deinterleaving result in experiment 2

辐射源序号	PRI类型	PRI中心/ $μ s$	PRI抖动量/%	级数	分选脉冲数	分选准确率/%
1	固定	269.97	0.10	1	181	97.84
2	固定	44.99	0.44	1	220	99.54
3	抖动	37.09	2.02	1	224
4	抖动	22.93	2.32	1	209
5	抖动	93.41	4.82	1	92	97.87
6	抖动	69.65	17.86	1	213	100

表4 实验2分选结果

Table 4 Deinterleaving result in experiment 2

辐射源序号	PRI类型	PRI中心/ $μ s$	PRI抖动量/%	级数	分选脉冲数	分选准确率/%
1	固定	269.97	0.10	1	181	97.84
2	固定	44.99	0.44	1	220	99.54
3	抖动	37.09	2.02	1	224
4	抖动	22.93	2.32	1	209
5	抖动	93.41	4.82	1	92	97.87
6	抖动	69.65	17.86	1	213	100

图9 实验2第2次到达时间差统计结果

Fig. 9 Second statistical results of DTOA in experiment 2

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