基于统计域联合时频域的辐射计射频干扰检测方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于统计域联合时频域的辐射计射频干扰检测方法，该方法首先计算辐射计输出信号样本的峰度偏移，并通过检测门限判断辐射计射频干扰的存在。当峰度偏移量小于检测门限时，通过短时傅里叶变换得到辐射计输出信号的谱图，利用Power‑Law检测器对输入谱图数据处理得到输出检测量，将输出检测量与检测门限值进行比较实现辐射计射频干扰的检测。本发明专利技术的射频干扰检测方法具有实现简单、无检测盲点、不受观测场景亮温变化影响、可检测低功率射频干扰的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及宽带被动接收机系统中的射频干扰信号检测领域，具体而言涉及一种基于统计域联合时频域的辐射计射频干扰检测方法。
技术介绍
辐射计是一种测量电磁辐射的辐射通量的装置，是具有超高灵敏度的接收设备，通过天线接收特定频率带宽内的目标热辐射信号来获取目标的辐射特性，并在此基础上实现对目标的探测与识别。辐射计具有良好的保密性，并且功率小，成本低，在星系探测、海洋遥感、气象观测等众多领域有着广泛的应用及良好的发展前景。由于辐射计系统接收的期望信号来源于目标较为微弱的热辐射信号，且工作带宽较宽，因此极易受到射频干扰的影响，即使是较小的干扰都会使其结果出现较大的误差。在日益增长的商业服务中，微波波段的系统设备应用不断得到发展，导致辐射计系统遭受射频干扰的现象越来越严重，使辐射计系统性能严重受到影响并进而限制其应用范围。针对辐射计遭受射频干扰风险的日益增大的问题，现有技术中研究出一系列的有关辐射计射频干扰检测方法的技术。例如，“AKurtosis-BasedApproachtoDetectRFIinSMOSImageReconstructionDataProcessor”研究报告中提出了一种基于峰度这一信号统计特性的辐射计射频干扰检测方法，然而，峰度检测算法对于占空比为50％的干扰信号存在检测盲点，无法完整地实现干扰检测。又如，“TimeandFrequencyBlankingforRadio-FrequencyInterferenceMitigationinMicrowaveRadiometry”研究报告中提出了一种基于脉冲检测算法的辐射计射频干扰检测方法，但脉冲检测算法受亮温变化影响较大，观测场景变化导致的亮温变化将会使得脉冲检测算法失效。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种基于统计域联合时频域的辐射计射频干扰检测方法，实现对低功率辐射计射频干扰信号的检测。本专利技术的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求以另选或有利的方式发展独立权利要求的技术特征。为达成上述目的，本专利技术提出一种基于统计域联合时频域的辐射计射频干扰检测方法，包括以下步骤：步骤1、对于长度为N的一帧辐射计输出采集信号样本，计算信号样本的二阶中心矩m2及四阶中心矩m4，其中，m2＝<(x-<x>)2>，m4＝<(x-<x>)4>，x为信号变量，<·>表示求均值；步骤2、计算信号的峰度偏移量R，步骤3、设置峰度偏移门限值z由预先设定的恒虚警值FARz通过公式确定，式中erf(·)为高斯误差函数；再判断信号峰度偏移量是否小于门限值zR：当R＞zR时，辐射计输出信号中存在射频干扰，该帧信号样本检测结束，否则进入步骤4；步骤4、设置短时傅里叶变换中的窗函数长度及窗重复长度参数，对帧辐射计输出信号样本进行短时傅里叶变换，得到一系列短时辐射计输出信号的频谱；步骤5、求取各段短时辐射计输出信号的傅里叶变换幅度的平方，并输入Power-Law检测器中得到检测判断量；步骤6、分析Power-Law检测统计量并得到其概率分布函数，根据概率分布函数得到虚警率与检测门限值的关系；步骤7、在确定虚警率的基础上通过虚警率与检测门限值关系曲线得到检测门限值Tth，将Power-Law检测器输出的检测值Tcpl与门限值Tth比较，实现辐射计射频干扰的检测：若Tcpl＞Tth，则存在射频干扰，否则不存在干扰。本专利技术与现有的技术相比有着显著效果：1)实现简单，对待检测信号的先验条件无要求；2)克服了峰度检测算法的检测盲点问题及脉冲检测算法存在的局限性问题；3)基于时频域的Power-law检测算法，可实现低功率辐射计射频干扰信号的检测。应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的专利技术主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的专利技术主题的一部分。结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本专利技术教导的前述和其他方面、实施例和特征。本专利技术的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本专利技术教导的具体实施方式的实践中得知。附图说明附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本专利技术的各个方面的实施例，其中：图1为根据本专利技术某些实施例的辐射计射频干扰检测方法的流程图。图2为本专利技术一具体实施例中峰度检测算法峰度偏移门限值与虚警概率的关系曲线图。图3为本专利技术一具体实施例中某段辐射计输出信号经过短时傅里叶变换的示意谱图。图4为本专利技术一具体实施例中Power-Law检测器输出结果示意图。具体实施方式为了更了解本专利技术的
技术实现思路
，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。在本公开中参照附图来描述本专利技术的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本专利技术的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本专利技术所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本专利技术公开的一些方面可以单独使用，或者与本专利技术公开的其他方面的任何适当组合来使用。结合图1所示，根据本专利技术的实施例，一种基于统计域联合时频域的辐射计射频干扰检测方法，包括以下7个步骤。步骤1、对于长度为N的一帧辐射计输出采集信号样本，计算信号样本的二阶中心矩m2及四阶中心矩m4，其中，m2＝<(x-<x>)2>，m4＝<(x-<x>)4>，x为信号变量，<·>表示求均值。步骤2、计算信号的峰度偏移量R，步骤3、设置峰度偏移门限值z由预先设定的恒虚警值FARz通过公式确定，式中erf(·)为高斯误差函数；再判断信号峰度偏移量是否小于门限值zR：当R＞zR时，辐射计输出信号中存在射频干扰，该帧信号样本检测结束，否则进入步骤4。步骤4、设置短时傅里叶变换中的窗函数长度及窗重复长度参数，对帧辐射计输出信号样本进行短时傅里叶变换，得到一系列短时辐射计输出信号的频谱；步骤5、求取各段短时辐射计输出信号的傅里叶变换幅度的平方，并输入Power-Law检测器中得到检测判断量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于统计域联合时频域的辐射计射频干扰检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、对于长度为N的一帧辐射计输出采集信号样本，计算信号样本的二阶中心矩m2及四阶中心矩m4，其中，m2＝<(x‑<x>)2>，m4＝<(x‑<x>)4>，x为信号变量，<·>表示求均值；步骤2、计算信号的峰度偏移量R，步骤3、设置峰度偏移门限值z由预先设定的恒虚警值FARz通过公式确定，式中erf(·)为高斯误差函数；再判断信号峰度偏移量是否小于门限值zR：当R＞zR时，辐射计输出信号中存在射频干扰，该帧信号样本检测结束，否则进入步骤4；步骤4、设置短时傅里叶变换中的窗函数长度及窗重复长度参数，对帧辐射计输出信号样本进行短时傅里叶变换，得到一系列短时辐射计输出信号的频谱；步骤5、求取各段短时辐射计输出信号的傅里叶变换幅度的平方，并输入Power‑Law检测器中得到检测判断量；步骤6、分析Power‑Law检测统计量并得到其概率分布函数，根据概率分布函数得到虚警率与检测门限值的关系；步骤7、在确定虚警率的基础上通过虚警率与检测门限值关系曲线得到检测门限值Tth，将Power‑Law检测器输出的检测值Tcpl与门限值Tth比较，实现辐射计射频干扰的检测。...

【技术特征摘要】
1.一种基于统计域联合时频域的辐射计射频干扰检测方法，其特征在于，
包括以下步骤：
步骤1、对于长度为N的一帧辐射计输出采集信号样本，计算信号样本的二
阶中心矩m2及四阶中心矩m4，其中，m2＝<(x-<x>)2>，m4＝<(x-<x>)4>，x为信号变
量，<·>表示求均值；
步骤2、计算信号的峰度偏移量R，步骤3、设置峰度偏移门限值z由预先设定的恒虚警值FARz通过
公式确定，式中erf(·)为高斯误差函数；再判断信号峰度偏移
量是否小于门限值zR：当R＞zR时，辐射计输出信号中存在射频干扰，该帧信号
样本检测结束，否则进入步骤4；
步骤4、设置短时傅里叶变换中的窗函数长度及窗重复长度参数，对帧辐射
计输出信号样本进行短时傅里叶变换，得到一系列短时辐射计输出信号的频谱；
步骤5、求取各段短时辐射计输出信号的傅里叶变换幅度的平方，并输入
Power-Law检测器中得到检测判断量；
步骤6、分析Power-Law检测统计量并得到其概率分布函数，根据概率分布
函数得到虚警率与检测门限值的关系；
步骤7、在确定虚警率的基础上通过虚警率与检测门限值关系曲线得到检测
门限值Tth，将Power-Law检测器输出的检测值Tcpl与门限值Tth比较，实现辐射计
射频干扰的检测。
2.根据权利要求1所述的基于统计域联合时频域的辐射计射频干扰检测方
法，其特征在于，前述步骤7中，若Tcpl＞Tth，则存在射频干扰，否则不存在干
扰。
3.一种基于统计域联合时频域的辐射计射频干扰检测装置，其特征在于，

\t包括：
用于对于长度为N的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴礼，葛玲玉，吕燕，彭树生，周仁峰，肖泽龙，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32