频率带宽未知的信号快速检测方法及系统、计算机设备技术方案

本发明专利技术公开一种频率带宽未知的信号快速检测方法及系统、计算机设备，该方法充分考虑了带通信号频谱特性、带宽先验知识，基于频谱数据，综合采用多尺度图像处理、数据处理的方法，估计信号的频率、带宽。在运用先验数据的基础上，削减了环境等其它因素对未知信号的检测影响，可快速的对可疑无人机等目标信号进行检测。测。测。

【技术实现步骤摘要】
频率带宽未知的信号快速检测方法及系统、计算机设备


[0001]本专利技术涉及无线电侦测感知
，尤其是一种频率带宽未知的信号快速检测方法及系统、计算机设备。

技术介绍

[0002]通过被动侦收、处理无人机发射的通信信号对无人机实施无源侦测、识别、定位是无人机侦测的主要技术手段之一。无人机通信信号一般为频率、带宽未知的带通信号，而且背景强度未知、且可能存在起伏，基于自适应阈值的方法通常鲁棒性较差。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种频率带宽未知的信号快速检测方法及系统、计算机设备，用于克服现有技术中鲁棒性不佳等缺陷。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提出一种频率带宽未知的信号快速检测方法，包括以下步骤：
[0005]获取无线电信号，并对所述无线电信号进行预处理，得到信号频谱幅度数据；
[0006]利用不同宽度的方波和阶梯信号模板对所述信号频谱幅度数据进行滑窗计算，并对方波响应和阶梯响应进行加权，得到表征信号响应的频率
‑
尺度二维热图；
[0007]根据所述频率
‑
尺度二维热图，进行可疑信号筛选，得到候选可疑信号；
[0008]根据预先设定的信噪比阈值对所述候选可疑信号进行筛选，得到可疑信号；
[0009]根据所述可疑信号，利用频率
‑
尺度二维抛物面，拟合估计可疑信号中心频率和带宽；
[0010]根据所述可疑信号的中心频率和带宽，计算可疑信号信噪比和置信度，根据可疑信号信噪比和置信度，对所述可疑信号进行筛选，得到精选信号；
[0011]根据最大化方波归一化系数，对所述精选信号的起止频率进行迭代更新；
[0012]根据更新后的起止频率，估计精选信号中心频率和带宽，计算精选信号信噪比和置信度，根据精选信号的信噪比和置信度进行信号检测。
[0013]为实现上述目的，本专利技术还提出一种频率带宽未知的信号快速检测系统，包括：
[0014]数据获取模块，用于获取无线电信号，并对所述无线电信号进行预处理，得到信号频谱幅度数据；
[0015]信号检测模块，用于利用不同宽度的方波和阶梯信号模板对所述信号频谱幅度数据进行滑窗计算，并对方波响应和阶梯响应进行加权，得到表征信号响应的频率
‑
尺度二维热图；根据所述频率
‑
尺度二维热图，进行可疑信号筛选，得到候选可疑信号；根据预先设定的信噪比阈值对所述候选可疑信号进行筛选，得到可疑信号；根据所述可疑信号，利用频率
‑
尺度二维抛物面，拟合估计可疑信号中心频率和带宽；根据所述可疑信号的中心频率和带宽，计算可疑信号信噪比和置信度，根据可疑信号信噪比和置信度，对所述可疑信号进行筛选，得到精选信号；根据最大化方波归一化系数，对所述精选信号的起止频率进行迭代更
新；根据更新后的起止频率，估计精选信号中心频率和带宽，计算精选信号信噪比和置信度，根据精选信号的信噪比和置信度进行信号检测。
[0016]为实现上述目的，本专利技术还提出一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述所述方法的步骤。
[0017]为实现上述目的，本专利技术还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述方法的步骤。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果有：
[0019]本专利技术提供的频率带宽未知的信号快速检测方法，充分考虑了带通信号频谱特性、带宽先验知识，基于频谱数据，综合采用多尺度图像处理、数据处理的方法，估计信号的频率、带宽。在运用先验数据的基础上，削减了环境等其它因素对未知信号的检测影响，可快速的对可疑无人机等目标信号进行检测。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术提供的频率带宽未知的信号快速检测方法流程图；
[0022]图2为信号方波、边缘响应示意图，横坐标为频率i，纵坐标为尺度B；
[0023]图3为信号方波、边缘响应原理示意图，横坐标为频率i，纵坐标为尺度B；
[0024]图4为多尺度
‑
频率方波响应热图典型数据结果示意图；
[0025]图5为本专利技术实际检测效果示意图。
[0026]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]另外，本专利技术各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0029]本专利技术提出一种频率带宽未知的信号快速检测方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0030]101：获取无线电信号，并对无线电信号进行预处理，得到信号频谱幅度数据。
[0031]102：利用不同宽度的方波和阶梯信号模板对信号频谱幅度数据进行滑窗计算，并对方波响应和阶梯响应进行加权，得到表征信号响应的频率
‑
尺度二维热图。
[0032]103：根据所述频率
‑
尺度二维热图，进行可疑信号筛选，得到候选可疑信号。
[0033]104：根据预先设定的信噪比阈值对所述候选可疑信号进行筛选，得到可疑信号。
[0034]105：根据所述可疑信号，利用频率
‑
尺度二维抛物面，拟合估计可疑信号中心频率
和带宽。
[0035]106：根据所述可疑信号的中心频率和带宽，计算可疑信号信噪比和置信度，根据可疑信号信噪比和置信度，对所述可疑信号进行筛选，得到精选信号。
[0036]107：根据最大化方波归一化系数，对所述精选信号的起止频率进行迭代更新。
[0037]108：根据更新后的起止频率，估计精选信号中心频率和带宽，计算精选信号信噪比和置信度，根据精选信号信噪比和置信度进行信号检测。
[0038]在其中一个实施例中，对于步骤101，获取无线电信号，并对无线电信号进行预处理，得到信号频谱幅度数据，包括：
[0039]001：利用无线电电子信号侦察设备侦收无线电信号；
[0040]002：对无线电信号进行数字下变频，得到时域IQ数据；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种频率带宽未知的信号快速检测方法，其特征在于，包括以下步骤：获取无线电信号，并对所述无线电信号进行预处理，得到信号频谱幅度数据；利用不同宽度的方波和阶梯信号模板对所述信号频谱幅度数据进行滑窗计算，并对方波响应和阶梯响应进行加权，得到表征信号响应的频率
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尺度二维热图；根据所述频率
‑
尺度二维热图，进行可疑信号筛选，得到候选可疑信号；根据预先设定的信噪比阈值对所述候选可疑信号进行筛选，得到可疑信号；根据所述可疑信号，利用频率
‑
尺度二维抛物面，拟合估计可疑信号中心频率和带宽；根据所述可疑信号的中心频率和带宽，计算可疑信号信噪比和置信度，根据可疑信号信噪比和置信度，对所述可疑信号进行筛选，得到精选信号；根据最大化方波归一化系数，对所述精选信号的起止频率进行迭代更新；根据更新后的起止频率，估计精选信号中心频率和带宽，计算精选信号信噪比和置信度，根据精选信号的信噪比和置信度进行信号检测。2.如权利要求1所述的信号快速检测方法，其特征在于，获取无线电信号，并对所述无线电信号进行预处理，得到信号频谱幅度数据，包括：利用无线电电子信号侦察设备侦收无线电信号；对所述无线电信号进行数字下变频，得到时域IQ数据；对所述时域IQ数据进行短时傅里叶变换处理，得到信号频谱幅度数据。3.如权利要求1所述的信号快速检测方法，其特征在于，利用不同宽度的方波和阶梯信号模板对所述信号频谱幅度数据进行滑窗计算，并对方波响应和阶梯响应进行加权，得到表征信号响应的频率
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尺度二维热图，包括：根据所述信号频谱幅度数据，计算幅度累积和，得到信号频谱幅度数据的幅度积分图像；根据所述幅度积分图像及尺度方波中的相关系数定义，计算多尺度方波响应；根据所述幅度积分图像，计算多尺度边缘响应；将所述多尺度方波响应与多尺度边缘响应绝对值求差，得到频率
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尺度二维热图。4.如权利要求1所述的信号快速检测方法，其特征在于，根据所述频率
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尺度二维热图，进行可疑信号筛选，得到候选可疑信号，包括：在所述频率
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尺度二维热图上搜索极大值，生成候选可疑信号列表其中，i为频率，B为尺度，h为所搜索到的极大值，h
around
为邻域九宫格的响应数据。5.如权利要求1所述的信号快速检测方法，其特征在于，根据预先设定的信噪比阈值对所述候选可疑信号进行筛选，得到可疑信号，包括：根据预先设定的信噪比阈值对所述候选可疑信号进行筛...

【专利技术属性】
技术研发人员：张泽兵，周东明，程翥，刘海涛，
申请(专利权)人：湖南坤雷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：