【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子侦察与电子对抗领域，尤其涉及电子侦察领域中一种基于fpga的宽带电子侦察信号精测频实现方法。
技术介绍
1、在电子侦察与电子对抗领域，敌方雷达发射机向我方发射调制复杂、形式多样的雷达信号实现对我方军事设备的情报窃听、信号干扰、通信拦截等目的，我方接收机需要对其进行电子侦察，以实现抗干扰、反拦截等军事手段，为我方赢得电子侦察主动权。其中，信号精测频是电子侦察技术中重要的一环，该方法能够准确计算雷达波段与发射信号频率，为识别敌方雷达辐射源奠定了重要的基础。
2、传统的电子侦察信号测频方法为fft测频法，主要流程是对脉冲数据进行fft，然后搜索功率谱，将功率谱的峰值位置作为信号频率输出，这种方法操作简单但精度较低，尤其针对宽带电子侦察信号，其在功率谱上分布较宽，仅使用功率谱的峰值位置来计算信号频率误差较大。随着电子侦察环境日益复杂，电侦技术精度要求提高，信号带宽逐渐增大，这也对电子侦察信号精测频提出了更高的要求，迫切需要一种精度更高、并行能力更强、实时性更好的精测频方法。
技术实现思路
1、本专利技术的技术解决的问题是：针对传统fft测频方法精度较低、实时性差的问题提出了测频精度更高、并行能力更强、实时性更好的一种基于fpga的宽带电子侦察信号精测频实现方法。
2、本专利技术目的通过以下技术步骤予以实现：一种基于fpga的宽带电子侦察信号精测频实现方法，包括：
3、根据精测频实时性要求确定基于fpga的并行处理通道的数量k；输入待精测
4、多点联合完成频率粗测，计算得到k个中心频率值；
5、根据频率粗测结果进行带通滤波、数字下变频，对基带信号进行低通滤波；
6、获取信号相位，计算脉内相位差分值；
7、剔除外点相位差分值，二次计算相位差分均值；
8、统计信号中心频率，精确计算信号频率。
9、优选的，所述并行处理单元数量t为做完所有脉冲精测频的时间，clk为fpga处理时钟频率，n为每个精测频的脉冲包含的点数。
10、优选的，所述输入待精测频的脉冲信号，缓存至每路并行处理通道的ram中包括：
11、通过接收机天线接收当前频段内信号，处理后得到中频宽带脉冲信号，将所述中频宽带脉冲信号经ad采集与同步化处理后，按时间顺序存储于fpga外部的ddr中；
12、设定脉冲抽取率，根据抽取到的脉冲起始时间、脉宽和脉冲数量，从ddr中读取需要精测频的脉冲信号缓存至k个ram中，每个ram缓存一个脉冲。
13、优选的，脉冲抽取率为1:m，m取值范围是2～50。
14、优选的，所述根据频率粗测结果进行带通滤波包括：
15、依据频域精度与带通滤波器的响应特性，以有效频段为滤波器的导通中心频率，确定m组带通滤波器系数，将其定点化处理后存储至coe文件中；
16、在fpga中生成k个滤波器核，将fir compiler设置为动态配置模式，滤波器系数有m组，每组l阶，以频率粗测结果fcal为索引，选出k路信号所需带通滤波器系数，由k个滤波器核并行动态输出；
17、对待精测频的信号并行完成l点带通滤波。
18、优选的，所述获取信号相位，计算脉内相位差分值包括：
19、根据低通滤波后的一路复数据计算每个脉冲内每个点的相位值，fpga输出的相位值量化至[-1,1]之间；
20、计算脉内n个相位点的差分值，记为phasediff(i)(i＝1,2,…n-1)，将其缓存至fifo中；
21、计算脉内相位差分的均值，记为meandiff，计算相位差分的标准差，记为stddiff，两者均锁存至寄存器中。
22、优选的，剔除外点相位差分值为将超过3倍标准差的相位差分值作为外点剔除。
23、优选的，所述统计信号中心频率，精确计算信号频率包括：
24、根据每个通道二次计算相位差分的均值，计算每个脉冲的中心频率，对每个脉冲的中心频率作分类处理，取个数最多的一类作为雷达的中心频率，并求其均值，作为精确的射频频率输出。
25、优选的，把频率差小于2mhz的点作为同一类聚集起来。
26、一种基于fpga的宽带电子侦察信号精测频实现系统，包括ad采集与时间同步处理模块、ddr存储模块、fpga；
27、所述的fpga内根据精测频实时性要求确定k个并行处理通道；每个并行处理通道包括ram、带通滤波器、ddc、低通滤波器、cordic核、fifo、剔除分类模块、多点联合频率粗测模块、输出模块；
28、ad采集与时间同步处理模块对接收机天线处理得到的中频宽带脉冲信号进行ad采集与同步化处理，按时间顺序存储于fpga外部的ddr存储模块中；
29、从ddr中读取需要精测频的脉冲信号缓存至k个ram中，每个ram缓存一个脉冲；
30、多点联合频率粗测模块完成频率粗测，计算得到每个通道的中心频率值；带同滤波器根据频率粗测结果进行带通滤波、并由ddc进行数字下变频，低通滤波器对基带信号进行低通滤波；
31、cordic核获取信号相位，计算脉内相位差分值；
32、剔除分类模块剔除外点相位差分值，二次计算相位差分均值；
33、输出模块统计信号中心频率，精确计算信号频率。
34、本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
35、(1)本专利技术设计了一种基于fpga的高度并行的精测频处理结构。传统精测频方法在测频精度与实时性方面不能兼顾，通常为了提高精度被迫放弃了实时性要求，本专利技术基于fpga处理平台，利用其流水特性设计了一种高度并行的精测频处理结构，该结构下每个脉冲流水计算，多个脉冲之间并行处理，将串行计算转换为并行计算，解决了高精度与高实时性的冲突问题。
36、(2)采用“多点联合粗测频+精测频”的设计方案。本专利技术摒弃了fft测频法中只找功率峰值的策略，通过寻找功率谱分布最集中的频段实现频率粗测，以粗测频的结果作为索引值完成精测频，既减少了大量的冗余计算，又确保了计算精度。
37、(3)本专利技术加入频率分类处理。本专利技术对相位差分值进行剔除外点、加权修正后再进行频率分类，能进一步优化频率间隔，提高精测频的精度。
38、本专利技术可以用于电子侦察、电子对抗和雷达信号处理领域，提供一种精确测量宽带电子侦察信号频率的方法，具有测频精度更高、并行能力更强、实时性更好的特点。
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1.一种基于FPGA的宽带电子侦察信号精测频实现方法，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述并行处理单元数量T为做完所有脉冲精测频的时间，clk为FPGA处理时钟频率，N为每个精测频的脉冲包含的点数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述输入待精测频的脉冲信号，缓存至每路并行处理通道的RAM中包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，脉冲抽取率为1:m，m取值范围是2～50。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据频率粗测结果进行带通滤波包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取信号相位，计算脉内相位差分值包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，剔除外点相位差分值为将超过3倍标准差的相位差分值作为外点剔除。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述统计信号中心频率，精确计算信号频率包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，把频率差小于2MHz的点作为同一类聚集起来。
10.一种基
...【技术特征摘要】
1.一种基于fpga的宽带电子侦察信号精测频实现方法，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述并行处理单元数量t为做完所有脉冲精测频的时间，clk为fpga处理时钟频率，n为每个精测频的脉冲包含的点数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述输入待精测频的脉冲信号，缓存至每路并行处理通道的ram中包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，脉冲抽取率为1:m，m取值范围是2～50。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据频率粗测结果进行带通滤波包括：<...
【专利技术属性】
技术研发人员：李昕卓，李彬，薛强，韩东娟，柳爱文，柏晨，封天，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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