基于阵列信号处理的短波跳频信号检测方法

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1、基于阵列信号处理的短波跳频信号检测方法李云峰江西师范大学摘要：棊于阵列信号处理的短波跳频信号检测问题开展研宄，解决A前短波跳频型信号检测中存在的问题。关键词：阵列信号处理;短波跳频信号;检测;0引言短波通信在我国军事等方面的应用越来越重耍，但是这种开放式的发射与接收电磁波的通信，非常容易受到各个方面的干扰。这一点提示需要改善短波的通信性能，提高其抗干扰能力。其中值得一提的是阵列信号的处理，是将多个天线设置在空间的不同位置组成天线阵列，通过利用阵列对空间信号进行接收并处理，R的是提取阵列所接收的信号及特征信息，有效抑制干扰、噪声和不感兴趣的信息。1阵列信号处理阵列信号处

2、理与以往的信号处理方式不同，阵列天线的不舍需要考虑到信号空域信息的有效提取，因为这种特性阵列信号处理也叫空域信号处理。比起传统的单个天线，阵列信号处理的特性更加明显，不仅具有灵活的波束控制、高的信号增益，还具有较强的抗干扰能力以及较高的空间超分辨能力。阵列信号处理其中最关键的两个方面就是波朿形成以及空间谱估计。2基于阵列信号处理的短波跳频信号检测方法2.1基于窄带处理以往的检测方法是基于窄带处理的FH信号检测，在确定了接收处理模型的基础上进行预处理。针对阵列误差校正，阵列误差的发生与阵元特性、阵元间的互藕有关，在确定阵列误差综合模型的过程中，了解阵列误差对阵列性能的影

3、响，通过釆用仿真实验的方式进行。可以采用有源校正和自校正两种方式进行阵列误差校正，预处理工作屮还需要进行变频、滤波、加窗FFT运算［1］。针对跳频信号的检测，由于短波频段在实际的通信环境下电磁环境很复杂，因此提出一种基于FH信号的检测方法。（1）互相关处理，通过利用互相关处理能够削弱噪声带来的影响，对改善整个整体性能有重耍帮助。这种处理方式可以提高信噪比。（2）对互相关函数进行时域滤波或者加窗处理后进行FFT计算得到互功率谱密度，这种方式也能够提高信噪比。关于互相关函数的建立，可以采用线性相关法和快速相关法。在完成时域滤波前后的互功率谱密度的信噪比改善分析之后，生成h

4、op的时频图。由于接收机能够截获的信号都很复杂，因此可以利用各种信号在时频图中的表现对跳频信号的hop进行生成与整理，有效消除非跳频信号的影响。先对某一个跳频信号在第m阵元接收吋的状态表现出来，然后进行CSD的生成。关于CSDM的生成，是在完成阵列校正之后从每一个阵元屮以一定步进取长度为CL的时域诗句，通过加窗FFT运算得到复频谱数据，然后进行快速相关计算、得到互相关函数，再进行加窗后做FFTT计算，在得到时域滤波后的互功率谱密度后进行和关参数的计算，最后生成CSDM。完后进行CSDM的对折处理。分析影响hop生成性能的因素，主要从相关长度和带宽的时域带宽积、频率碰撞

5、、短波信道起伏三个方而进行分析。针对跳频信号的分析与参数估计，通过上述操作实现对跳频信号的检测，能够从基础上除去连续波信号、扫频信号灯非跳频信号的干扰，但是还需耍去除伪hop。针对D0A估计，通过利用多级维纳滤波技术估计信源的个数，但是考虑到计算量的问题，本文打算利用一种基于功率和相关性的联合估计的判决准则有效达到研究目的，并减少其屮的计算量。先是关于初始方向矢量的估计、信源数的估计，对计算量进行比较。关于FH信号的分离，打算根据不同的D0A参数将生成的hop分成n组，如果在某一个组中hop的数量比较少则将这个组去除，剩下的每一个组对应一个FH信号。在完成FH参数的估

6、计的基础上进行实验，最后实验结果证明通过对多路信号进行快速相关处理，能够有效提高信噪比，改善整体性能。2.2基于宽带处理基于宽带处理是按照宽带测向、宽带波束形成、跳频信号检测和参数估计的线路,作为一种宽带处理时限方法，这种方法充分利用阵列信号处理中空间滤波的优点，能够从空域中实现多个信号的分析，通过利用与窄带处理相类似的方法完成对跳频信号的检测。这种方法能够提供较好的空间滤波效果，在达到降低阵元的基础上提供低旁瓣和窄主瓣的波束，这一点为后续的处理打下良好基础。针对恒跳速的FH信号，采用了互和关处理方式，通过CSDM的生成然后进行对着，在进行CS-DM的处理以及hop的

7、生成与整理，进行驻留时间的分离以及FH信号的分离，不仅有效完成了FH先后的检测，还能够削弱噪声减少其余方向信号残留量的影响，改善了性能。最后在上述研究的基础上设计并实验一个集宽带搜索、宽带测向、窄带测向等议题的短波侦查系统，对探究跳频信号的检测提供了一个实验平台。3结语本次研宄在棊于阵列信号处理的棊础上提出Y基于窄带处理和宽带处理的算法模型，两种模型都具有明显的实用性，抗干扰能力也非常强，实用范围广，具有明显的应用优势。本次研究虽然进行了有效的尝试，但是在该领域中还有很多问题需要解决，例如不需要预估计的宽带空间谱测向方法等，这些都是进一步探讨的方向。