[发明专利]一种时频域混叠的多信号检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及信号检测技术领域，特别涉及一种时频域混叠的多信号检测方法。

背景技术

利用两个观测点接收辐射源的信号，并通过估计信号到达观测点的时差（TDOA）及频差（FDOA）来定位辐射源位置的方法，具有数据利用率高、定位性能好的优点，在航空、导航、救援等多个领域已经得到了广泛的应用。但随着通信及无线电等技术的快速发展，电磁环境日益复杂，信号空前密集，在同一时刻进入观测点接收机的信号通常是多个辐射源信号的混合信号，这些信号的中心频率相近甚至相同，导致面临时频域混叠多信号检测上的难题，如果不能有效检测，则为信号的参数估计以及后续处理等环节的工作带来极大困难。

对于多信号检测方法，传统上主要采用时频分析和波束成形两种方法。时频分析的处理方法包括功率谱分析检测法、谱相关分析检测法等，这些方法需要知道所处理信号一定的先验信息，而实际中往往较难获得，特别是对于频率相近甚至相同的混叠信号进行分离，现有方法处理复杂，且可靠性不高。波束成形技术虽然也利用到辐射源信号在空间位置的可分离特性，但是该方法要求阵列天线具有很高的通道一致性，技术要求高、硬件代价大，在体积、功耗和重量受限的情况下，往往无条件按此方案实施信号分离。因此在频谱混叠的多信号环境下进行信号检测，传统方法算法复杂度较高，且工程上实现困难。

发明内容

本发明提供一种时频域混叠的多信号检测方法，用于解决现有技术对多信号检测时，在复杂电磁环境下，中心频率相近或相同的多信号导致的检测复杂困难的问题；以及现有技术中需要先验信息；以及现有检测方法复杂、算法复杂、可靠性不高，对通道一致性、硬件及技术要求高，检测设备复杂、体积大、功耗高、重量重的问题。

本发明提供的一种时频域混叠的多信号检测方法，包括：

步骤S1，计算两个观测点接收的信号x(t)和y(t)的互模糊函数CAF（Cross Ambiguity Function）模值，所述x(t)和y(t)包含至少二个时域和频域混叠的混合信号；

步骤S2，计算CAF的全局门限值Gate，并搜索CAF最大模值Max，提取最大模值Max对应信号的时差和频差坐标值(τ,f)；由此得到相关CAF峰对应的时差和频差；

步骤S3，判断最大模值Max是否大于全局门限值Gate，若最大模值Max大于全局门限值Gate，则转向步骤S4，否则检测结束；

步骤S4，以(τ,f)为基准，分别沿TDOA（Time Difference of Arrival）方向和FDOA（Frequency Difference of Arrival）方向进行峰宽搜索，确定CAF峰覆盖范围；

步骤S5，将得到CAF峰覆盖范围内的CAF值清零，更新CAF数组，并返回步骤S2继续进行检测。

进一步，本发明所述多信号检测方法，还包括：

步骤S6，记录得到的所有CAF峰对应的时差和频差，为进一步的辐射源定位提供初始数据。

进一步，本发明所述多信号检测方法，所述步骤S1中还包括：

定义互模糊函数CAF的模值为：

A(τ,f)=|∫0Tcxy(2)(τ;t)·e-j2πftdt|]]>

其中，τ表示时差，f表示频差；表示2阶累积量，即混合信号x(t)与y(t)的时域混合积；T表示信号积分时间；e^-j2πft是复信号的标准表示；

计算互模糊函数CAF模值A(τ,f)。