[发明专利]匹配相关积分降采样包络检波方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及检波领域，具体涉及匹配相关积分降采样包络检波方法及系统。

背景技术

在声纳、雷达及无线电通信等系统中，由于传感器、天线等条件的限制，在发射机端，需要将低频有用信号调制到高频信号进行传递或采用高频信号进行目标探测；同样，在接收机端，需要将调制在高频信号中的低频信号或目标信息解调出来。传统的解调采用模拟检波的方式实现，而随着数字信号处理（DSP）技术和模数转换（A/D）技术的发展，通用性、灵活性较差的模拟检波正逐步被数字检波所代替。数字检波需要对载波信号进行采样，而载波信号频率一般比调制信号频率要高很多。以不低于载波最高频率两倍的采样率得到的采样数据，相对于实际需要是冗余的，在不损失有用信息的前提下，可以对采样数据进行降采样，从而降低后续数据处理量和数据存储空间。

现有的数字包络检波方法主要有：

1、绝对值包络检波

对载波信息进行奈奎斯特采样或过采样，对所有采样数据进行绝对值运算，然后对绝对值后的数据进行低通滤波，滤掉高频分量，即得到最终包络检波数据。

2、平方包络检波

对载波信息进行奈奎斯特采样或过采样，对所有采样数据进行平方运算，然后对平方运算后的数据进行低通滤波，滤掉高频分量，即得到最终包络检波数据。

现有的主要降采样技术有：1、固定间隔抽样：以所需要降低的点数为间隔，对采样数据进行抽样。

2、多点求和：对采样数据以所需要降低的点数为间隔分段，然后对每段求和为当前段新采样值。

3、多点取平均：对采样数据以所需要降低的点数为间隔分段，然后取每段数据的均值为当前段新采样值。

现有数字包络检波技术缺点：由于载波频率一般远高于调制信号频率，以不低于奈奎斯特采样频率的采样率得到的采样数据，往往是冗余的，为了降低后续处理量和存储量，需要对初始采样数据进行降采样。而传统的绝对值检波或平方检波，在绝对值检波或平方检波后，高斯噪声分布变为均值大于零的非高斯分布，此时已无法通过求和积分等方法进行噪声抑制和信噪比提高。

现有降采样技术缺点：1）固定间隔抽样、多点求和、取平均等方法多为检波后降采样。高斯噪声检波（取绝对值或平方）后的均值大于零，无法通过求和等抑制噪声。检波后降采样的缺点是没有在降采样的同时，通过积分抑制噪声、提高信噪比。2）匹配滤波虽然具有噪声抑制功能，但其需要明确知道信号的形式（频率、时长等），积分时间与信号脉冲长度相同，滤波后数据量没有降低，数据中仍存在着大量不完全匹配数据（对检测器来说是一种干扰）。

发明内容

本发明的目的在于，为克服上述技术问题，本发明提供了匹配相关积分降采样包络检波方法及系统。

为了解决包络检波时载波信号中的高斯噪声干扰和载波信号采样后的数据冗余问题，本发明提供一种基于匹配相关积分降采样的包络检波方法，所述方法包含：构造与待检波的载波信号频率相同的样本信号，并对构造的样本信号移位获得若干相位不同的移位样本信号；将一段待检波的载波信号与构造的样本信号和样本移位信号进行点积，并将最大的点积值作为这段待检波信号的包络值，并依此获得各段载波信号的包络值；完成检波。其中，当一段待检波的载波信号为模拟信号时，所述点积指检波信号与样本信号和样本移位信号相乘后再积分；当一段待检波的载波信号为离散信号时，所述点积指将离散载波信号与样本或样本移位信号的离散信号相乘再求和。如：载波离散信号M＝{m(1),m(2)...m(N_samp)}，样本离散信号N＝{n(1),n(2)...n(N_samp)}，那么载波信号M和样本信号N的点积为：其中Σ为取总和符号。

当对载波信号进行数字化处理后，上述方法具体包含如下步骤：

步骤101）基于奈奎斯特采样定理，以采样频率f_s和采样时间t_samp对中心频率为f的载波信号进行采样，得到N个离散数据；

步骤102）生成频率为f的正弦或余弦信号，并依据所述采样频率f_s和积分时间t_i对生成的正弦或余弦信号进行采样，得到N_samp个采样的离散数据，这些采样得到的离散数据组成正弦样本集合；再将正弦样本集合中的元素进行M次圆周移位，共得到M个移位样本信号集合；