首页 / 专利库 / 诊断设备和程序 / 医学影像学 / 层析成像 / 一种基于WCDMA信号的低空目标预警系统及其实现方法

一种基于WCDMA信号的低空目标预警系统及其实现方法

阅读:580发布:2022-12-15

专利汇可以提供一种基于WCDMA信号的低空目标预警系统及其实现方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种基于WCDMA 信号 的低空目标预警系统及其实现方法,包括:信号接收模 块 ,接收来自UMTS基站发射的第一 射频信号 以及从观测区域返回的第二射频信号,经放大、滤波、 模数转换 后输出第一信号和第二信号;通信模块,将信号接收模块输出的第一信号和第二 信号传输 至所述 软件 模块; 软件模块 ,包括第一至第十二子模块,对第一信号和第二信号进行一系列处理,获得低空目标图像;并通过对低空目标图像中的目标形状、 位置 、 姿态 进行提取,获得预警信息。本发明可以解决现有低空目标预警系统价格高,侦察能 力 弱的问题。,下面是一种基于WCDMA信号的低空目标预警系统及其实现方法专利的具体信息内容。

1.一种基于WCDMA信号的低空目标预警系统,其特征在于,包括:
信号接收模,用于接收来自UMTS基站发射的第一射频信号以及从观测区域返回的第二射频信号,经放大、滤波、模数转换后输出第一信号和第二信号;
通信模块,用于将信号接收模块输出的第一信号和第二信号传输软件模块;
软件模块,包括第一子模块,第二子模块,第三子模块,第四子模块,第五子模块,第六子模块,第七子模块,第八子模块,第九子模块,第十子模块,第十一子模块,第十二子模块,其中:
所述第一子模块,用于将所述信号接收模块输出的第一信号和第二信号从射频信号转换到基带信号,产生第一基带信号和第二基带信号;
所述第二子模块,用于对所述第一基带信号进行第一处理,消除时间和频率误差,输出第一处理信号;
所述第三子模块,用于对所述第一处理信号进行第二处理,完成信道特征重构,消除多路径误差,进行能量倍增,输出第二处理信号;
所述第四模块,用于对所述第二处理信号进行第三处理,进行层解码,数字解调制,输出第三处理信号;
所述第五子模块,用于对所述第三处理信号进行第四处理,获得空口承载的比特信息,输出第四处理信号;
所述第六子模块,用于对所述第四处理信号进行处理并结合WCDMA标准共享结构,输出参考信号;
所述第七子模块,用于对第六子模块输出的参考信号、第一子模块输出的第二基带信号、坐标接收模块获取的系统实时坐标以及UMTS基站坐标进行成像处理,获取观测区域的图像。
所述第七子模块,用于对第六子模块输出的参考信号以及第一子模块输出的第二基带信号进行一维时域滤波处理,获取第五处理信号;
所述第八子模块,用于对第五处理信号进行平均差处理和时间延迟处理,输出第六处理信号;
所述第九子模块,用于对第六处理信号进行累积处理和相位补偿处理,输出第七处理信号;
所述第十子模块,用于对第七处理信号进行傅里叶逆变换,获得第一图像;进而对从相邻的其它n个UMTS基站接收到的信号,其中n≥2,依次按照上述第二子模块到第九子模块的处理流程,分别获得第二、......、第n图像;
所述第十一子模块,用于对所述第一、第二、......、第n图像进行图像聚合,获得低空目标图像;
所述第十二子模块,通过对低空目标图像中的目标形状、位置姿态进行提取,获得预警信息。
2.根据权利要求1所述的基于WCDMA信号的低空目标预警系统,其特征在于:所述第二子模块,包括时频误差补偿组件,电压偏移补偿组件、正交失配补偿组件,其中:
所述时频误差补偿组件用于获取所述第一基带信号的采样时间和频率偏移,并进行补偿;
所述电压偏移补偿组件用于获取所述时频误差补偿组件输出信号的电压分量偏移,并进行补偿;
所述正交失配补偿组件用于获取所述电压偏移估计组件输出信号同向分量和正交分量的失配,并进行补偿,进而获得第一处理信号;
所述第三子模块包括信道特征重构组件,多路径误差补偿组件,随机码生成组件和信号倍增组件,其中:
所述信道特征重构组件用于获取WCDMA信道的每个空口符号的时域脉冲响应;
所述多路径误差补偿组件用于获取多路径抽头分量,并进行同步处理;
所述随机码生成组件用于产生信号倍增根符号;
所述信号倍增组件用于通过对所述第一处理信号和所述信号倍增根符号进行滤波处理,获得第二处理信号;
所述第四子模块包括层解码组件,数字解调制组件,其中:
所述层解码组件,根据所述时域脉冲响应,对所述第二处理信号进行降秩处理,获得WCDMA符号向量;
所述数字解调制组件对所述WCDMA符号向量进行数字解调制,获得第三处理信号。
3.根据权利要求1所述的基于WCDMA信号的低空目标预警系统,其特征在于:所述第五子模块包括信道解码组件以及解扰码组件,其中:
所述信道解码组件对所述第三处理信号进行信道解码,获得信道解码符号向量;
所述解扰码组件对所述信道解码符号向量进行解扰码处理,获得第四处理信号;
所述第六子模块包括帧结构生成组件及资源映射组件,其中:
所述帧结构生成组件产生WCDMA信号的时域子帧信号;
所述资源映射组件将第四处理信号和所述时域子帧信号进行资源映射,获得参考信号;
所述第七子模块包含距离向滤波组件,对所述参考信号和所述第二基带信号,以行为单位,进行一维时域滤波,获得第五处理信号。
4.根据权利要求1所述的基于WCDMA信号的低空目标预警系统,其特征在于:所述第八子模块包括第一计算组件和第二计算组件,其中:
所述第一计算组件计算第五处理信号相邻行对应位置的数值的平均差,获得平均差向量;
所述第二计算组件对所述第五处理信号,以行为单位,以平均差向量的值为参考值,进行信号时间延迟处理,获得第六处理信号;
所述第九子模块包括第三计算组件和第四计算组件,其中:
所述第三计算组件对所述第六处理信号相邻行对应位置的数值进行乘加计算,获得累积向量;进而对所述累积向量归一化,获得归一化累积向量,进而将归一化累积向量进行度计算,获得角度向量;
所述第四计算组件对所述第六处理信号,以行为单位,以角度向量为参考值,进行信号相位补偿,获得第七处理信号。
5.根据权利要求1所述的基于WCDMA信号的低空目标预警系统,其特征在于:所述第十子模块包括傅立叶逆变换组件和存储组件,其中:
所述傅立叶逆变换组件,对所述第七处理信号,以列为单位,进行傅立叶逆变换,获得第一图像;进而对从相邻的其它n个UMTS基站接收到的信号,其中n≥2,依次按照从所述第二子模块到所述第九子模块的处理流程,分别获得第二、……、第n图像;
所述存储组件分别对第一、第二、……、第n图像进行存储;
所述第十一子模块包括分割组件和聚合组件,其中:
所述分割组件分别对第一、第二、……、第n图像进行分割,获得主要区域图像和次要区域图像;
所述聚合组件对所述主要区域图像和次要区域图像进行聚合计算,获得低空目标图像。
6.一种基于WCDMA信号的低空目标预警系统的实现方法,采用如权利要求1-5任意一项所述的基于WCDMA信号的低空目标预警系统,其特征在于,包括如下步骤:
(1)所述低空目标预警系统搭载在地面上,用于接收所述第一射频信号的第一天线和接收所述第二射频信号的第二天线均指向天空,系统启动,所述低空目标预警系统开始工作;
(2)所述通信模块将第一信号和第二信号采集起来,并传输至所述软件模块;
(3)所述第一子模块对所述第一信号和所述第二信号进行频率转换,从射频信号转换到基带信号,获得第一基带信号和第二基带信号;
(4)所述第二子模块对所述第一基带信号进行第一处理,消除时间和频率误差,获得第一处理信号;
(5)所述第三子模块对所述第一处理信号进行第二处理,完成信道特征重构,消除多路径误差,提高所述第一处理信号功率,获得第二处理信号;
(6)所述第四子模块对所述第二处理信号进行第三处理,进行层解码,数字解调制,获得第三处理信号;
(7)所述第五子模块对所述第三处理信号进行第四处理,提取空口承载的比特信息,获得第四处理信号;
(8)所述第六子模块对所述第四处理信号进行调制编码并结合WCDMA标准帧结构,获得参考信号;
(9)所述第七子模块对第六子模块输出的参考信号以及第一子模块输出的第二基带信号进行一维时域滤波处理,获取第五处理信号;
(10)所述第八子模块对第五处理信号进行平均差处理和时间延迟处理,输出第六处理信号;
(11)所述第九子模块对第六处理信号进行累积处理和相位补偿处理,输出第七处理信号;
(12)所述第十子模块对第七处理信号进行傅里叶逆变换,获得第一图像;进而对从相邻的其它n个UMTS基站接收到的信号,其中n≥2,依次按照上述第二子模块到第九子模块的处理流程,分别获得第二、……、第n图像;
(13)所述第十一子模块对所述第一、第二、……、第n图像进行图像聚合,获得低空目标图像;
(14)所述第十二子模块通过对低空目标图像中的目标形状、位置、姿态进行提取,获得预警信息。
7.根据权利要求6所述的基于WCDMA信号的低空目标预警系统的实现方法,其特征在于:所述第二子模块的实现方法包括:
S200,对所述第一基带信号进行时间误差补偿,具体包括:对所述第一基带信号,按照一个WCDMA子帧长度为处理单位,进行时域滤波,产生最大峰值和所述最大峰值对应的时间信息;进而除去第一基带信号中先于所述时间门信息的信号,保留后续的信号,即为第一补偿信号;
S210,对所述最大峰值进行频率误差补偿,具体包括,对所述每个处理单位的最大峰值信息,进行相位提取,获得峰值相位向量;进而对峰值相位向量进行差分操作,获得频率误差向量;进而在第一补偿信号中将其除去,获得第二补偿信号;
S220,对所述第二补偿信号进行电压偏移估计,具体包括:对所述第二补偿信号,按照一个WCDMA子帧长度为处理单位,计算其均方根幅度值,获得电压偏移;进而对所述第二补偿信号减去所述电压偏移,获得第三补偿信号;
S230,对所述第三补偿信号进行正交失配估计,具体包括:对所述第三补偿信号,按照一个WCDMA符号为处理单位,计算所述第三补偿信号同向分量与所述第三补偿信号正交分量的失配值;进而对所述第三补偿信号的正交分量消除所述失配值,获得第一处理信号;
所述第三子模块的实现方法包括:
S300,对所述第一处理信号,按照一个WCDMA符号为处理单位,进行傅里叶变换,获得第一变换信号;
S310,对所述第一变换信号进行信道特征重构,具体包括:对所述第一变换信号中参考元素与协议中规定的参考元素,按照一个WCDMA符号为处理单位,进行比较计算,获得信号特征重构向量;
S320,对所述第一变换信号,按照一个WCDMA符号为处理单位,进行傅里叶逆变换,获得第二变换信号;
S330,对所述第二变换信号多路径误差补偿,具体包括:对所述第二变换信号进行时频分析,获得多路径抽头分量,包括多路径抽头数和对应的系数;进而对所述多路径抽头数和对应的系数进行均衡处理,获得多路径同步信号
S340,产生信号倍增根符号向量,具体包括,根据WCDMA协议中WCDMA伪随机码产生移位寄存器结构,以一个WCDMA子帧为长度,获取信号倍增根符号向量;
S350,对所述多路径同步信号和所述信号倍增根符号向量进行滤波处理,获得第二处理信号;
所述第四子模块的实现方法包括:
S400,对所述第二处理信号进行降秩处理,获得WCDMA符号向量,具体包括:根据WCDMA协议中层解码矩阵结构,采用所述时域脉冲响应,对所述第二处理信号进行解正交处理,获得并行信号矩阵;进而对所述并行信号矩阵进行并串转换,获得WCDMA符号向量;
S410,对所述WCDMA符号向量进行数字解调制,具体包括:对所述第一时域滤波信号,按照一个WCDMA符号为一个处理单元,采用最大似然估计算法,进行符号码流匹配,获得第三处理信号。
8.根据权利要求6所述的基于WCDMA信号的低空目标预警系统的实现方法,其特征在于:所述第五子模块的实现方法包括:
S500,对所述第三处理信号进行信道解码,获得信道解码符号向量,具体包括:对所述第三处理信号,按照一个WCDMA子帧为一个处理单位,采用贝叶斯迭代算法,获得信道解码符号向量;
S510,对所述信道解码符号向量进行解扰码处理,获得第四处理信号,具体包括,对所述信道解码符号向量,与WCDMA协议中扰码根符号向量,进行软异或处理,获得第四处理信号;
所述第六子模块的实现方法包括:
S600,产生WCDMA信号的时域子帧信号,具体包括,根据3GPP协议规定的WCDMA子帧的信号结构和特点,采用随机信号进行仿真,获取WCDMA子帧信号。
S610,获得参考信号,具体包括,根据WCDMA协议规定的数据信号流程,对第四处理信号进行编码调制处理,获得数据信号;进而将所述数据信号映射到所述WCDMA子帧信号中,获得参考信号;
所述第七子模块的实现方法包括:
S700,获得第五处理信号,具体包括,将所述第二基带信号,以第一WCDMA子帧长度为行长度,转换成第二基带矩阵;将所述参考信号以信号本身为一行,扩展到与所述第二基带矩阵相同列数的参考矩阵;进而将所述第二基带矩阵与所述参考矩阵以行为单位进行一维时域滤波,获得第五处理信号。
9.根据权利要求6所述的基于WCDMA信号的低空目标预警系统的实现方法,其特征在于:所述第八子模块的实现方法包括:
S800,计算第五处理信号相邻行对应位置的元素的平均差,获得平均差向量,具体包括:将第五处理信号的第一行的第一个元素与第二行的第一个元素进行求差计算,获得第一差值;依次对第一行后续的元素和第二行后续的对应位置的元素,按照上述求差计算方法进行处理,获得第一行和第二行的所有差值,形成第一差值向量;对第一差值向量进行平均计算,获得第一平均差;进而对第二行和第三行,第三行和第四行,相邻两行依次进行相同处理,形成第二平均差,第三平均差等;进而将上述所有平均差合成,形成平均差向量;
S810,将所述平均差向量和采样频率值进行除法计算,获得信号时间时延向量;
S820,将所述第五处理信号,以行为单位,根据信号时间时延向量进行时间延迟处理,获得第六处理信号;
所述第九子模块的实现方法包括:
S900,对所述第六处理信号相邻行对应位置的元素进行乘加计算,获得累积向量,具体包括:将第六处理信号的第一行的第一个元素与第二行的第一个元素进行共轭相乘计算,获得第一乘积;依次对第一行后续的元素和第二行后续的对应位置的元素,按照上述求取第一乘积的方法进行处理,获得第一行和第二行的所有乘积,形成第一乘积向量;对第一乘积向量进行累积计算,获得第一累积向量;进而对所述第一累计向量进行归一化处理,获得第一归一化累积向量;
S910,根据第一归一化累积向量计算方法,获得归一化累积向量和角度向量,具体包括:根据第一归一化累积向量计算方法,对第二行和第三行,第三行和第四行,以及后续各相邻两行依次进行相同处理,形成第二归一化累计向量,第三归一化累计向量……;进而将上述所有归一化累计向量合成,形成归一化累积向量;进而对所述归一化累积向量进行角度计算,获得角度向量;
S920,产生相位补偿滤波器,具体包括:以所述角度向量为相位补偿参数,以所述第六信号行长度为时间长度,以模数转换组件信号采样间隔为时间间隔,构造相位补偿滤波器;
S930,将所述相位补偿滤波器与所述第六处理信号,以行为单位,进行相位补偿处理,获得第七处理信号。
10.根据权利要求6所述的基于WCDMA信号的低空目标预警系统的实现方法,其特征在于:所述第十子模块的实现方法包括:
S1000,对所述第七处理信号,以列为单位,进行傅里叶逆变换,获得第一图像;进而对所述第一图像进行存储;
S1010,对从相邻其它n个UMTS基站接收到的WCDMA信号,其中n≥2,依次按照从步骤S200到步骤S900进行处理,分别获得第二、……、第n图像;进而对所述第二、……、第n图像进行存储;
所述第十一子模块的实现方法包括:
S1100,将第一、第二、……、第n图像按照图像中像点的分布进行分割,分别形成第一主要区域和第一次要区域,第二主要区域和第二次要区域,……,第n主要区域和第n次要区域;进而对第一主要区域,第二主要区域,……,第n主要区域进行交集处理,获得主要区域掩模;
S1110,获取主要区域图像和次要区域图像,具体包括:将主要区域掩模和第一图像进行乘法计算,获得第一主要区域图像;进而对第一图像中除去第一主要区域图像的区域定义为第一次要区域图像;进而根据第一主要区域图像和第一次要区域图像获取方法,对第二、……、第n图像分别进行处理,获得第二主要区域图像和第二次要区域图像,……,第n主要区域图像和第n次要区域图像;
S1120,对所述第一、第二、……、第n主要区域图像中的像点进行并集处理,获得主要区域图像;进而对所述第一、第二、……、第n次要区域图像中的像点进行并集处理,获得次要区域图像;
S1130,对所述主要区域图像和次要区域图像进行聚合,获得低空目标图像。

说明书全文

一种基于WCDMA信号的低空目标预警系统及其实现方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种低空目标预警系统及其实现方法,具体涉及一种采用WCDMA信号进行低空目标预警的系统及其实现方法,属于安防技术领域。

背景技术

[0002] 低空目标预警系统是一类能够对在地球表面近距离运动的目标进行探测并获取其二维图像的系统,在国防领域有着广泛的应用。
[0003] 现有的低空目标预警相关的技术方案如《CN-106199591-探测精度高的低空预警雷达》,《CN105974408一种低空预警雷达》等皆采用主动式光电信号,其缺点主要包括:
[0004] (1)上述系统属于主动式系统,系统包括发射机和接收机,成本较高。
[0005] (2)上述系统的照射度单一,对隐身目标的侦察能较弱。
[0006] 因此,如何降低系统价格以及如何提高对隐身目标的侦察能力是亟待解决的问题。

发明内容

[0007] 为了解决上述现有技术存在的问题,本发明的目的是:提供一种基于WCDMA信号的低空目标预警系统及其实现方法,以解决系统价格高,侦察能力弱的问题。
[0008] 为了达到上述目的,本发明所采用的技术方案是:
[0009] 一种基于WCDMA信号的低空目标预警系统,其特征在于,包括:
[0010] 信号接收模,用于接收来自UMTS基站发射的第一射频信号以及从观测区域返回的第二射频信号,经放大、滤波、模数转换后输出第一信号和第二信号;
[0011] 通信模块,用于将信号接收模块输出的第一信号和第二信号传输软件模块;
[0012] 软件模块,包括第一子模块,第二子模块,第三子模块,第四子模块,第五子模块,第六子模块,第七子模块,第八子模块,第九子模块,第十子模块,第十一子模块,第十二子模块,其中:
[0013] 所述第一子模块,用于将所述信号接收模块输出的第一信号和第二信号从射频信号转换到基带信号,产生第一基带信号和第二基带信号;
[0014] 所述第二子模块,用于对所述第一基带信号进行第一处理,消除时间和频率误差,输出第一处理信号;
[0015] 所述第三子模块,用于对所述第一处理信号进行第二处理,完成信道特征重构,消除多路径误差,进行能量倍增,输出第二处理信号;
[0016] 所述第四模块,用于对所述第二处理信号进行第三处理,进行层解码,数字解调制,输出第三处理信号;
[0017] 所述第五子模块,用于对所述第三处理信号进行第四处理,获得空口承载的比特信息,输出第四处理信号;
[0018] 所述第六子模块,用于对所述第四处理信号进行处理并结合WCDMA标准共享结构,输出参考信号;
[0019] 所述第七子模块,用于对第六子模块输出的参考信号、第一子模块输出的第二基带信号、坐标接收模块获取的系统实时坐标以及UMTS基站坐标进行成像处理,获取观测区域的图像。
[0020] 所述第七子模块,用于对第六子模块输出的参考信号以及第一子模块输出的第二基带信号进行一维时域滤波处理,获取第五处理信号;
[0021] 所述第八子模块,用于对第五处理信号进行平均差处理和时间延迟处理,输出第六处理信号;
[0022] 所述第九子模块,用于对第六处理信号进行累积处理和相位补偿处理,输出第七处理信号;
[0023] 所述第十子模块,用于对第七处理信号进行傅里叶逆变换,获得第一图像;进而对从相邻的其它n个UMTS基站接收到的信号,其中n≥2,依次按照上述第二子模块到第九子模块的处理流程,分别获得第二、......、第n图像;
[0024] 所述第十一子模块,用于对所述第一、第二、......、第n图像进行图像聚合,获得低空目标图像;
[0025] 所述第十二子模块,通过对低空目标图像中的目标形状、位置姿态进行提取,获得预警信息。
[0026] 进一步地,所述第二子模块,包括时频误差补偿组件,电压偏移补偿组件、正交失配补偿组件,其中:
[0027] 所述时频误差补偿组件用于获取所述第一基带信号的采样时间和频率偏移,并进行补偿;
[0028] 所述电压偏移补偿组件用于获取所述时频误差补偿组件输出信号的电压分量偏移,并进行补偿;
[0029] 所述正交失配补偿组件用于获取所述电压偏移估计组件输出信号同向分量和正交分量的失配,并进行补偿,进而获得第一处理信号。
[0030] 进一步地,所述第三子模块包括信道特征重构组件,多路径误差补偿组件,随机码生成组件和信号倍增组件,其中:
[0031] 所述信道特征重构组件用于获取WCDMA信道的每个空口符号的时域脉冲响应;
[0032] 所述多路径误差补偿组件用于获取多路径抽头分量,并进行同步处理;
[0033] 所述随机码生成组件用于产生信号倍增根符号;
[0034] 所述信号倍增组件用于通过对所述第一处理信号和所述信号倍增根符号进行滤波处理,获得第二处理信号。
[0035] 进一步地,所述第四子模块包括层解码组件,数字解调制组件,其中:
[0036] 所述层解码组件,根据所述时域脉冲响应,对所述第二处理信号进行降秩处理,获得WCDMA符号向量;
[0037] 所述数字解调制组件对所述WCDMA符号向量进行数字解调制,获得第三处理信号。
[0038] 进一步地,所述第五子模块包括信道解码组件以及解扰码组件,其中:
[0039] 所述信道解码组件对所述第三处理信号进行信道解码,获得信道解码符号向量;
[0040] 所述解扰码组件对所述信道解码符号向量进行解扰码处理,获得第四处理信号。
[0041] 进一步的,所述第六子模块包括帧结构生成组件及资源映射组件,其中:
[0042] 所述帧结构生成组件产生WCDMA信号的时域子帧信号;
[0043] 所述资源映射组件将第四处理信号和所述时域子帧信号进行资源映射,获得参考信号。
[0044] 进一步的,所述第七子模块包含距离向滤波组件,对所述参考信号和所述第二基带信号,以行为单位,进行一维时域滤波,获得第五处理信号。
[0045] 进一步的,所述第八子模块包括第一计算组件和第二计算组件,其中:
[0046] 所述第一计算组件计算第五处理信号相邻行对应位置的数值的平均差,获得平均差向量;
[0047] 所述第二计算组件对所述第五处理信号,以行为单位,以平均差向量的值为参考值,进行信号时间延迟处理,获得第六处理信号。
[0048] 进一步的,所述第九子模块包括第三计算组件和第四计算组件,其中:
[0049] 所述第三计算组件对所述第六处理信号相邻行对应位置的数值进行乘加计算,获得累积向量;进而对所述累积向量归一化,获得归一化累积向量,进而将归一化累积向量进行角度计算,获得角度向量;
[0050] 所述第四计算组件对所述第六处理信号,以行为单位,以角度向量为参考值,进行信号相位补偿,获得第七处理信号。
[0051] 进一步的,所述第十子模块包括傅立叶逆变换组件和存储组件,其中:
[0052] 所述傅立叶逆变换组件,对所述第七处理信号,以列为单位,进行傅立叶逆变换,获得第一图像;进而对从相邻的其它n个UMTS基站接收到的信号,其中n≥2,依次按照从所述第二子模块到所述第九子模块的处理流程,分别获得第二、……、第n图像;
[0053] 所述存储组件分别对第一、第二、……、第n图像进行存储。
[0054] 进一步的,所述第十一子模块包括分割组件和聚合组件,其中:
[0055] 所述分割组件分别对第一、第二、……、第n图像进行分割,获得主要区域图像和次要区域图像;
[0056] 所述聚合组件对所述主要区域图像和次要区域图像进行聚合计算,获得低空目标图像。
[0057] 一种基于WCDMA信号的低空目标预警系统的实现方法,其特征在于,包括如下步骤:
[0058] (1)所述低空目标预警系统搭载在地面上,用于接收所述第一射频信号的第一天线和接收所述第二射频信号的第二天线均指向天空,系统启动,所述低空目标预警系统开始工作;
[0059] (2)所述通信模块将第一信号和第二信号采集起来,并传输至所述软件模块;
[0060] (3)所述第一子模块对所述第一信号和所述第二信号进行频率转换,从射频信号转换到基带信号,获得第一基带信号和第二基带信号;
[0061] (4)所述第二子模块对所述第一基带信号进行第一处理,消除时间和频率误差,获得第一处理信号;
[0062] (5)所述第三子模块对所述第一处理信号进行第二处理,完成信道特征重构,消除多路径误差,提高所述第一处理信号功率,获得第二处理信号;
[0063] (6)所述第四子模块对所述第二处理信号进行第三处理,进行层解码,数字解调制,获得第三处理信号;
[0064] (7)所述第五子模块对所述第三处理信号进行第四处理,提取空口承载的比特信息,获得第四处理信号;
[0065] (8)所述第六子模块对所述第四处理信号进行调制编码并结合WCDMA标准帧结构,获得参考信号;
[0066] (9)所述第七子模块对第六子模块输出的参考信号以及第一子模块输出的第二基带信号进行一维时域滤波处理,获取第五处理信号;
[0067] (10)所述第八子模块对第五处理信号进行平均差处理和时间延迟处理,输出第六处理信号;
[0068] (11)所述第九子模块对第六处理信号进行累积处理和相位补偿处理,输出第七处理信号;
[0069] (12)所述第十子模块对第七处理信号进行傅里叶逆变换,获得第一图像;进而对从相邻的其它n个UMTS基站接收到的信号,其中n≥2,依次按照上述第二子模块到第九子模块的处理流程,分别获得第二、……、第n图像;
[0070] (13)所述第十一子模块对所述第一、第二、……、第n图像进行图像聚合,获得低空目标图像;
[0071] (14)所述第十二子模块通过对低空目标图像中的目标形状、位置、姿态进行提取,获得预警信息。
[0072] 进一步地,所述第二子模块的实现方法包括:
[0073] S200,对所述第一基带信号进行时间误差补偿,具体包括:对所述第一基带信号,按照一个WCDMA子帧长度为处理单位,进行时域滤波,产生最大峰值和所述最大峰值对应的时间信息;进而除去第一基带信号中先于所述时间门信息的信号,保留后续的信号,即为第一补偿信号;
[0074] S210,对所述最大峰值进行频率误差补偿,具体包括,对所述每个处理单位的最大峰值信息,进行相位提取,获得峰值相位向量;进而对峰值相位向量进行差分操作,获得频率误差向量;进而在第一补偿信号中将其除去,获得第二补偿信号;
[0075] S220,对所述第二补偿信号进行电压偏移估计,具体包括:对所述第二补偿信号,按照一个WCDMA子帧长度为处理单位,计算其均方根幅度值,获得电压偏移;进而对所述第二补偿信号减去所述电压偏移,获得第三补偿信号;
[0076] S230,对所述第三补偿信号进行正交失配估计,具体包括:对所述第三补偿信号,按照一个WCDMA符号为处理单位,计算所述第三补偿信号同向分量与所述第三补偿信号正交分量的失配值;进而对所述第三补偿信号的正交分量消除所述失配值,获得第一处理信号。
[0077] 进一步地,所述第三子模块的实现方法包括:
[0078] S300,对所述第一处理信号,按照一个WCDMA符号为处理单位,进行傅里叶变换,获得第一变换信号;
[0079] S310,对所述第一变换信号进行信道特征重构,具体包括:对所述第一变换信号中参考元素与协议中规定的参考元素,按照一个WCDMA符号为处理单位,进行比较计算,获得信号特征重构向量;
[0080] S320,对所述第一变换信号,按照一个WCDMA符号为处理单位,进行傅里叶逆变换,获得第二变换信号;
[0081] S330,对所述第二变换信号多路径误差补偿,具体包括:对所述第二变换信号进行时频分析,获得多路径抽头分量,包括多路径抽头数和对应的系数;进而对所述多路径抽头数和对应的系数进行均衡处理,获得多路径同步信号
[0082] S340,产生信号倍增根符号向量,具体包括,根据WCDMA协议中WCDMA伪随机码产生移位寄存器结构,以一个WCDMA子帧为长度,获取信号倍增根符号向量;
[0083] S350,对所述多路径同步信号和所述信号倍增根符号向量进行滤波处理,获得第二处理信号。
[0084] 进一步地,所述第四子模块的实现方法包括:
[0085] S400,对所述第二处理信号进行降秩处理,获得WCDMA符号向量,具体包括:根据WCDMA协议中层解码矩阵结构,采用所述时域脉冲响应,对所述第二处理信号进行解正交处理,获得并行信号矩阵;进而对所述并行信号矩阵进行并串转换,获得WCDMA符号向量;
[0086] S410,对所述WCDMA符号向量进行数字解调制,具体包括:对所述第一时域滤波信号,按照一个WCDMA符号为一个处理单元,采用最大似然估计算法,进行符号码流匹配,获得第三处理信号。
[0087] 进一步地,所述第五子模块的实现方法包括:
[0088] S500,对所述第三处理信号进行信道解码,获得信道解码符号向量,具体包括:对所述第三处理信号,按照一个WCDMA子帧为一个处理单位,采用贝叶斯迭代算法,获得信道解码符号向量;
[0089] S510,对所述信道解码符号向量进行解扰码处理,获得第四处理信号,具体包括,对所述信道解码符号向量,与WCDMA协议中扰码根符号向量,进行软异或处理,获得第四处理信号。
[0090] 进一步地,所述第六子模块的实现方法包括:
[0091] S600,产生WCDMA信号的时域子帧信号,具体包括,根据3GPP协议规定的WCDMA子帧的信号结构和特点,采用随机信号进行仿真,获取WCDMA子帧信号。
[0092] S610,获得参考信号,具体包括,根据WCDMA协议规定的数据信号流程,对第四处理信号进行编码调制处理,获得数据信号;进而将所述数据信号映射到所述WCDMA子帧信号中,获得参考信号。
[0093] 进一步的,所述第七子模块的实现方法包括:
[0094] S700,获得第五处理信号,具体包括,将所述第二基带信号,以第一WCDMA子帧长度为行长度,转换成第二基带矩阵;将所述参考信号以信号本身为一行,扩展到与所述第二基带矩阵相同列数的参考矩阵;进而将所述第二基带矩阵与所述参考矩阵以行为单位进行一维时域滤波,获得第五处理信号。
[0095] 进一步的,所述第八子模块的实现方法包括:
[0096] S800,计算第五处理信号相邻行对应位置的元素的平均差,获得平均差向量,具体包括:将第五处理信号的第一行的第一个元素与第二行的第一个元素进行求差计算,获得第一差值;依次对第一行后续的元素和第二行后续的对应位置的元素,按照上述求差计算方法进行处理,获得第一行和第二行的所有差值,形成第一差值向量;对第一差值向量进行平均计算,获得第一平均差;进而对第二行和第三行,第三行和第四行,相邻两行依次进行相同处理,形成第二平均差,第三平均差等;进而将上述所有平均差合成,形成平均差向量;
[0097] S810,将所述平均差向量和采样频率值进行除法计算,获得信号时间时延向量;
[0098] S820,将所述第五处理信号,以行为单位,根据信号时间时延向量进行时间延迟处理,获得第六处理信号。
[0099] 进一步的,所述第九子模块的实现方法包括:
[0100] S900,对所述第六处理信号相邻行对应位置的元素进行乘加计算,获得累积向量,具体包括:将第六处理信号的第一行的第一个元素与第二行的第一个元素进行共轭相乘计算,获得第一乘积;依次对第一行后续的元素和第二行后续的对应位置的元素,按照上述求取第一乘积的方法进行处理,获得第一行和第二行的所有乘积,形成第一乘积向量;对第一乘积向量进行累积计算,获得第一累积向量;进而对所述第一累计向量进行归一化处理,获得第一归一化累积向量;
[0101] S910,根据第一归一化累积向量计算方法,获得归一化累积向量和角度向量,具体包括:根据第一归一化累积向量计算方法,对第二行和第三行,第三行和第四行,以及后续各相邻两行依次进行相同处理,形成第二归一化累计向量,第三归一化累计向量……;进而将上述所有归一化累计向量合成,形成归一化累积向量;进而对所述归一化累积向量进行角度计算,获得角度向量;
[0102] S920,产生相位补偿滤波器,具体包括:以所述角度向量为相位补偿参数,以所述第六信号行长度为时间长度,以模数转换组件信号采样间隔为时间间隔,构造相位补偿滤波器;
[0103] S930,将所述相位补偿滤波器与所述第六处理信号,以行为单位,进行相位补偿处理,获得第七处理信号。
[0104] 进一步的,所述第十子模块的实现方法包括:
[0105] S1000,对所述第七处理信号,以列为单位,进行傅里叶逆变换,获得第一图像;进而对所述第一图像进行存储;
[0106] S1010,对从相邻其它n个UMTS基站接收到的WCDMA信号,其中n≥2,依次按照从第二子模块到第九子模块进行处理,分别获得第二、……、第n图像;进而对所述第二、……、第n图像进行存储。
[0107] 进一步的,所述第十一子模块的实现方法包括:
[0108] S1100,将第一、第二、……、第n图像按照图像中像点的分布进行分割,分别形成第一主要区域和第一次要区域,第二主要区域和第二次要区域,……,第n主要区域和第n次要区域;进而对第一主要区域,第二主要区域,……,第n主要区域进行交集处理,获得主要区域掩模;
[0109] S1110,获取主要区域图像和次要区域图像,具体包括:将主要区域掩模和第一图像进行乘法计算,获得第一主要区域图像;进而对第一图像中除去第一主要区域图像的区域定义为第一次要区域图像;进而根据第一主要区域图像和第一次要区域图像获取方法,对第二、……、第n图像分别进行处理,获得第二主要区域图像和第二次要区域图像,……,第n主要区域图像和第n次要区域图像;
[0110] S1120,对所述第一、第二、……、第n主要区域图像中的像点进行并集处理,获得主要区域图像;进而对所述第一、第二、……、第n次要区域图像中的像点进行并集处理,获得次要区域图像;
[0111] S1130,对所述主要区域图像和次要区域图像进行聚合,获得低空目标图像。
[0112] 本发明的有益效果是:本发明的低空目标预警系统及实现方法能够解决当前主流系统存在的技术限制,具体有益效果是:
[0113] 1)本发明的低空目标预警系统部署成本低,系统只包含接收机,且使用的硬件模块均为常用器件,价格低廉。
[0114] 2)本发明的低空目标预警系统能够从多个不同的角度对低空目标进行观测,提高了对隐身飞机的侦察能力。
[0115] 3)本发明的低空目标预警雷达安全性好,能够部署在距离敌方较近的地方。附图说明
[0116] 图1是本发明提供的基于WCDMA信号的低空目标预警系统成像场景示意图。
[0117] 图2是本发明提供的基于WCDMA信号的低空目标预警系统内部结构示意图。
[0118] 图3是发明提供的基于WCDMA信号的低空目标预警系统软件模块结构示意图。
[0119] 图4是第一子模块结构示意图。
[0120] 图5是第二子模块结构示意图。
[0121] 图6是第三子模块结构示意图。
[0122] 图7是第四子模块结构示意图。
[0123] 图8是第五子模块结构示意图。
[0124] 图9是第六子模块结构示意图。
[0125] 图10是第七子模块结构示意图。
[0126] 图11是第八子模块结构示意图。
[0127] 图12是第九子模块结构示意图。
[0128] 图13是第十子模块结构示意图。
[0129] 图14是第十一子模块结构示意图。
[0130] 附图中的符号说明:1.UMTS基站,2.预警系统部署在地面上,3.预警目标,4.第一射频信号,5.第二射频信号,6.第一天线,7.第二天线,8.低噪放大器电路,9.带通滤波器电路,10.模数转换器电路,11.通信模块,12.软件模块。

具体实施方式

[0131] 为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。
[0132] 图1为本发明实施例提供的基于WCDMA信号的低空目标预警系统成像场景示意图,本系统部署在地面上,预警目标3可以为整个低空中任意方位的目标。UMTS基站1向地面360度发射电磁波。本系统通过对从预警目标3反射的电磁波进行信号处理,获得低空目标图像,进而获得预警信息。
[0133] 图2为本发明提供的基于WCDMA信号的低空目标预警系统包括硬件模块和软件模块的结构示意图。具体包括:
[0134] 硬件模块用于获取UMTS基站发射的电磁波和从成像区域反射的电磁波。硬件模块包括信号接收模块,通信模块。信号接收模块用来接收来自UMTS基站发射的第一射频信号以及从观测区域返回的第二射频信号。包括天线组件,射频组件及模数转换组件。通信模块将信号接收模块的输出的第一信号和第二信号传输至所述软件模块。WCDMA信号包括下行控制信道HS-SCCH,下行共享信道HS-DSCH,HS-DPCCH,F-DPCH。优选情况是采用HS-DSCH。
[0135] 天线组件包括第一天线6和第二天线7。所述第一天线6接收来自UMTS基站发出的所述第一射频信号4。所述第二天线接收来自观测区域返回的所述第二射频信号5。第一天线和第二天线均为全向天线。
[0136] 射频组件包括低噪声放大电路8和带通滤波器电路9。具体实施时,低噪声放大电路例如可以采用20dB增益;带通滤波器例如可以采用工作频率与WCDMA的信号频率同频,带宽为5MHz。
[0137] 模数转换组件10将所述射频组件输出的所述信号进行从模拟变换到数字格式,输出第一信号和第二信号。具体实施时,例如可以采用8位模数转换电路。
[0138] 通信模块11将信号接收模块的输出的第一信号和第二信号传输至所述软件模块。具体实施时,例如可以采用数据传输率为50Mbps的串口通信模块。
[0139] 图3为软件模块结构示意图,软件模块13包括第一子模块,第二子模块,第三子模块,第四子模块,第五子模块,第六子模块,第七子模块,第八子模块,第九子模块,第十子模块,第十一子模块,第十二子模块。
[0140] 第一子模块将所述通信模块输入至所述软件模块的第一信号和第二信号从射频频段降低至基带,产生第一基带信号和第二基带信号。图4为第一子模块结构示意图,具体是:第一信号和第二信号分别与本地振荡电路产生的信号通过混频器,获得基带高频混合信号;进而将所述混合信号通过低通滤波电路,获得所述第一基带信号和第二基带信号。
[0141] 第二子模块对第一子模块输出的第一基带信号进行第一处理,消除由于收发机相对运动、硬件差异等带来的系统误差。图5为第一子模块结构示意图,该模块包括时频误差补偿组件,电压偏移补偿组件、正交失配补偿组件。第二子模块输出第一处理信号。
[0142] 其中,所述时频误差补偿组件用于获取所述第一基带信号的采样时间和频率偏移,并进行补偿;
[0143] 其中,所述电压偏移补偿组件用于获取所述时频误差补偿组件输出信号的电压分量偏移,并进行补偿;
[0144] 其中,所述正交失配补偿组件用于获取所述电压偏移估计组件输出信号同向分量和正交分量的失配,并进行补偿,进而获得第一处理信号。
[0145] 所述第二子模块的实现方法包括:
[0146] S200,对所述第一基带信号进行时间误差补偿,具体包括:对所述第一基带信号,按照一个WCDMA子帧长度为处理单位,进行时域滤波,产生最大峰值和所述最大峰值对应的时间门信息;进而除去第一基带信号中先于所述时间门信息的信号,保留后续的信号,即为第一补偿信号;
[0147] S210,对所述最大峰值进行频率误差补偿,具体包括,对所述每个处理单位的最大峰值信息,进行相位提取,获得峰值相位向量;进而对峰值相位向量进行差分操作,获得频率误差向量;进而在第一补偿信号中将其除去,获得第二补偿信号;
[0148] S220,对所述第二补偿信号进行电压偏移估计,具体包括:对所述第二补偿信号,按照一个WCDMA子帧长度为处理单位,计算其均方根幅度值,获得电压偏移;进而对所述第二补偿信号减去所述电压偏移,获得第三补偿信号;
[0149] S230,对所述第三补偿信号进行正交失配估计,具体包括:对所述第三补偿信号,按照一个WCDMA符号为处理单位,计算所述第三补偿信号同向分量与所述第三补偿信号正交分量的失配值;进而对所述第三补偿信号的正交分量消除所述失配值,获得第一处理信号。
[0150] 第三子模块对第二子模块输出的第一处理信号进行均衡处理,消除衰落信道对接收信号带来的畸变。图6为第三子模块结构示意图,该模块包括信道特征重构组件,多路径误差补偿组件,随机码生成组件和信号倍增组件。第三子模块输出第二处理信号。
[0151] 其中,所述信道特征重构组件用于获取WCDMA信道的每个空口符号的时域脉冲响应;
[0152] 其中,所述多路径误差补偿组件用于获取多路径抽头分量,并进行同步处理;
[0153] 其中,所述随机码生成组件用于产生信号倍增根符号;
[0154] 其中,所述信号倍增组件用于通过对所述第一处理信号和所述信号倍增根符号进行滤波处理,获得第二处理信号。
[0155] 所述第三子模块的实现方法包括:
[0156] S300,对所述第一处理信号,按照一个WCDMA符号为处理单位,进行傅里叶变换,获得第一变换信号;
[0157] S310,对所述第一变换信号进行信道特征重构,具体包括:对所述第一变换信号中参考元素与协议中规定的参考元素,按照一个WCDMA符号为处理单位,进行比较计算,获得信号特征重构向量;
[0158] S320,对所述第一变换信号,按照一个WCDMA符号为处理单位,进行傅里叶逆变换,获得第二变换信号;
[0159] S330,对所述第二变换信号多路径误差补偿,具体包括:对所述第二变换信号进行时频分析,获得多路径抽头分量,包括多路径抽头数和对应的系数;进而对所述多路径抽头数和对应的系数进行均衡处理,获得多路径同步信号;
[0160] S340,产生信号倍增根符号向量,具体包括,根据WCDMA协议中WCDMA伪随机码产生移位寄存器结构,以一个WCDMA子帧为长度,获取信号倍增根符号向量;
[0161] S350,对所述多路径同步信号和所述信号倍增根符号向量进行滤波处理,获得第二处理信号。
[0162] 第四子模块将第三子模块输出的第二处理信号进行信道解码,最终恢复通信链路承载的第三处理信号。图7为第四子模块结构示意图,该模块包括层解码组件和数字解调制组件。第四子模块输出第三处理信号。
[0163] 其中,所述层解码组件,根据所述时域脉冲响应,对所述第二处理信号进行降秩处理,获得WCDMA符号向量。
[0164] 其中,所述数字解调制组件对所述WCDMA符号向量进行数字解调制,获得第三处理信号。
[0165] 所述第四子模块的实现方法包括:
[0166] S400,对所述第二处理信号进行降秩处理,获得WCDMA符号向量,具体包括:根据WCDMA协议中层解码矩阵结构,采用所述时域脉冲响应,对所述第二处理信号进行解正交处理,获得并行信号矩阵;进而对所述并行信号矩阵进行并串转换,获得WCDMA符号向量;
[0167] S410,对所述WCDMA符号向量进行数字解调制,具体包括:对所述第一时域滤波信号,按照一个WCDMA符号为一个处理单元,采用最大似然估计算法,进行符号码流匹配,获得第三处理信号。
[0168] 第五子模块将第三处理信号进行第四处理,获得空口承载的比特信息,输出第四处理信号。图8为第五子模块结构示意图,该模块包括信道解码组件以及解扰码组件。第五子模块输出第四处理信号。
[0169] 其中,所述信道解码组件对所述第三处理信号进行信道解码,获得信道解码符号向量。
[0170] 其中,所述解扰码组件对所述信道解码符号向量进行解扰码处理,获得第四处理信号。
[0171] 所述第五子模块的实现方法包括:
[0172] S500,对所述第三处理信号进行信道解码,获得信道解码符号向量,具体包括:对所述第三处理信号,按照一个WCDMA子帧为一个处理单位,采用贝叶斯迭代算法,获得信道解码符号向量;
[0173] S510,对所述信道解码符号向量进行解扰码处理,获得第四处理信号,具体包括,对所述信道解码符号向量,与WCDMA协议中扰码根符号向量,进行软异或处理,获得第四处理信号。
[0174] 第六子模块将所述第四处理信号进行处理并结合WCDMA标准共享帧结构,输出参考信号。图9为第六子模块结构示意图,该模块包括帧结构生成组件及资源映射组件。第六子模块输出参考信号。
[0175] 其中,所述帧结构生成组件产生WCDMA信号的时域子帧信号。
[0176] 其中,所述资源映射组件将第四处理信号和所述时域子帧信号进行资源映射,获得参考信号。
[0177] 所述第六子模块的实现方法包括:
[0178] S600,产生WCDMA信号的时域子帧信号,具体包括,根据3GPP协议规定的WCDMA子帧的信号结构和特点,采用随机信号进行仿真,获取WCDMA子帧信号。
[0179] S610,获得参考信号,具体包括,根据WCDMA协议规定的数据信号流程,对第四处理信号进行编码调制处理,获得数据信号;进而将所述数据信号映射到所述WCDMA子帧信号中,获得参考信号。
[0180] 第七子模块将第六子模块输出的参考信号以及第一子模块输出的第二基带信号进行一维时域滤波处理,获取第五处理信号。图10为第七子模块结构示意图,该模块包括距离向滤波组件。
[0181] 其中,所述距离向滤波组件对参考信号和第二基带信号,以行为单位,进行一维时域滤波,获得第四处理信号。
[0182] 所述第七子模块的实现方法包括:
[0183] S700,获得第五处理信号,具体包括,将所述第二基带信号,以第一WCDMA子帧长度为行长度,转换成第二基带矩阵;将所述参考信号以信号本身为一行,扩展到与所述第二基带矩阵相同列数的参考矩阵;进而将所述第二基带矩阵与所述参考矩阵以行为单位进行一维时域滤波,获得第五处理信号。
[0184] 第八子模块对第五处理信号进行平均差处理和时间延迟处理,输出第六处理信号。图11为第八子模块结构示意图,该模块包括第一计算组件和第二计算组件。
[0185] 其中,所述第一计算组件计算第五处理信号相邻行对应位置的数值的平均差,获得平均差向量;
[0186] 其中,所述第二计算组件对所述第五处理信号,以行为单位,以平均差向量的值为参考值,进行信号时间延迟处理,获得第六处理信号。
[0187] 所述第八子模块的实现方法包括:
[0188] S800,计算第五处理信号相邻行对应位置的元素的平均差,获得平均差向量,具体包括:将第五处理信号的第一行的第一个元素与第二行的第一个元素进行求差计算,获得第一差值;依次对第一行后续的元素和第二行后续的对应位置的元素,按照上述求差计算方法进行处理,获得第一行和第二行的所有差值,形成第一差值向量;对第一差值向量进行平均计算,获得第一平均差;进而对第二行和第三行,第三行和第四行,相邻两行依次进行相同处理,形成第二平均差,第三平均差等;进而将上述所有平均差合成,形成平均差向量;
[0189] S810,将所述平均差向量和采样频率值进行除法计算,获得信号时间时延向量;
[0190] S820,将所述第五处理信号,以行为单位,根据信号时间时延向量进行时间延迟处理,获得第六处理信号。
[0191] 第九子模块对第六处理信号进行累积处理和相位补偿处理,输出第七处理信号。图12为第九子模块结构示意图,该模块包括第三计算组件和第四计算组件。
[0192] 其中,所述第三计算组件对所述第六处理信号相邻行对应位置的数值进行乘加计算,获得累积向量;进而对所述累积向量归一化,获得归一化累积向量,进而将归一化累积向量进行角度计算,获得角度向量;
[0193] 其中,所述第四计算组件对所述第六处理信号,以行为单位,以角度向量为参考值,进行信号相位补偿,获得第七处理信号。
[0194] 所述第九子模块的实现方法包括:
[0195] S900,对所述第六处理信号相邻行对应位置的元素进行乘加计算,获得累积向量,具体包括:将第六处理信号的第一行的第一个元素与第二行的第一个元素进行共轭相乘计算,获得第一乘积;依次对第一行后续的元素和第二行后续的对应位置的元素,按照上述求取第一乘积的方法进行处理,获得第一行和第二行的所有乘积,形成第一乘积向量;对第一乘积向量进行累积计算,获得第一累积向量;进而对所述第一累计向量进行归一化处理,获得第一归一化累积向量;
[0196] S910,根据第一归一化累积向量计算方法,获得归一化累积向量和角度向量,具体包括:根据第一归一化累积向量计算方法,对第二行和第三行,第三行和第四行,以及后续各相邻两行依次进行相同处理,形成第二归一化累计向量,第三归一化累计向量……;进而将上述所有归一化累计向量合成,形成归一化累积向量;进而对所述归一化累积向量进行角度计算,获得角度向量;
[0197] S920,产生相位补偿滤波器,具体包括:以所述角度向量为相位补偿参数,以所述第六信号行长度为时间长度,以模数转换组件信号采样间隔为时间间隔,构造相位补偿滤波器;
[0198] S930,将所述相位补偿滤波器与所述第六处理信号,以行为单位,进行相位补偿处理,获得第七处理信号。
[0199] 第十子模块对第七处理信号进行傅里叶逆变换,获得第一图像;进而对从相邻的其它n个UMTS基站接收到的信号,其中n≥2,本实例中,取n=4,依次按照上述第二子模块到第九子模块的处理流程,分别获得第二、三、四、五图像。图13为第十子模块结构示意图,该模块包括傅立叶逆变换组件和存储组件。
[0200] 其中,所述傅立叶逆变换组件,对所述第七处理信号,以列为单位,进行傅立叶逆变换,获得第一图像;进而对从相邻的其它四个UMTS基站接收到的信号,依次按照从所述第二子模块到所述第九子模块的处理流程,分别获得第二、三、四、五图像;
[0201] 其中,所述存储组件分别对第一、二、三、四、五图像进行存储。
[0202] 所述第十子模块的实现方法包括:
[0203] S1000,对所述第七处理信号,以列为单位,进行傅里叶逆变换,获得第一图像;进而对所述第一图像进行存储;
[0204] S1010,对从相邻其它4个UMTS基站接收到的WCDMA信号,依次按照从步骤S200到步骤S900进行处理,分别获得第二、第三、第四、第五图像;进而对所述第二、第三、第四、第五图像进行存储。
[0205] 第十一子模块对对所述第一、二、三、四、五图像进行图像聚合,获得低空目标图像。图14为第十一子模块结构示意图,该模块包括分割组件和聚合组件。
[0206] 其中,所述分割组件分别对第一、二、三、四、五图像进行分割,获得主要区域图像和次要区域图像;
[0207] 其中,所述聚合组件对所述主要区域图像和次要区域图像进行聚合计算,获得低空目标图像。
[0208] 所述第十一子模块的实现方法包括:
[0209] S1100,将第一、第二、第三、第四、第五图像按照图像中像点的分布进行分割,分别形成第一主要区域和第一次要区域,第二主要区域和第二次要区域,……,第五主要区域和第五次要区域;进而对第一主要区域,第二主要区域,……,第五主要区域进行交集处理,获得主要区域掩模;
[0210] S1110,获取主要区域图像和次要区域图像,具体包括:将主要区域掩模和第一图像进行乘法计算,获得第一主要区域图像;进而对第一图像中除去第一主要区域图像的区域定义为第一次要区域图像;进而根据第一主要区域图像和第一次要区域图像获取方法,对第二、第三、第四、第五图像分别进行处理,获得第二主要区域图像和第二次要区域图像,……,第五主要区域图像和第五次要区域图像;
[0211] S1120,对所述第一、第二、……、第五主要区域图像中的像点进行并集处理,获得主要区域图像;进而对所述第一、第二、……、第五次要区域图像中的像点进行并集处理,获得次要区域图像;
[0212] S1130,对所述主要区域图像和次要区域图像进行聚合,获得低空目标图像。
[0213] 本发明提供的一种基于WCDMA信号的低空目标预警系统的实现方法,具体工作过程如下:
[0214] (1)所述低空目标预警系统搭载在地面上,用于接收所述第一射频信号的第一天线和接收所述第二射频信号的第二天线均指向天空,系统启动,所述低空目标预警系统开始工作;
[0215] (2)所述通信模块将第一信号和第二信号采集起来,并传输至所述软件模块;
[0216] (3)所述第一子模块对所述第一信号和所述第二信号进行频率转换,从射频信号转换到基带信号,获得第一基带信号和第二基带信号;
[0217] (4)所述第二子模块对所述第一基带信号进行第一处理,消除时间和频率误差,获得第一处理信号;
[0218] (5)所述第三子模块对所述第一处理信号进行第二处理,完成信道特征重构,消除多路径误差,提高所述第一处理信号功率,获得第二处理信号;
[0219] (6)所述第四子模块对所述第二处理信号进行第三处理,进行层解码,数字解调制,获得第三处理信号;
[0220] (7)所述第五子模块对所述第三处理信号进行第四处理,提取空口承载的比特信息,获得第四处理信号;
[0221] (8)所述第六子模块对所述第四处理信号进行调制编码并结合WCDMA标准帧结构,获得参考信号;
[0222] (9)所述第七子模块对第六子模块输出的参考信号以及第一子模块输出的第二基带信号进行一维时域滤波处理,获取第五处理信号;
[0223] (10)所述第八子模块对第五处理信号进行平均差处理和时间延迟处理,输出第六处理信号;
[0224] (11)所述第九子模块对第六处理信号进行累积处理和相位补偿处理,输出第七处理信号;
[0225] (12)所述第十子模块对第七处理信号进行傅里叶逆变换,获得第一图像;进而对从相邻的其它n个UMTS基站接收到的信号,其中n≥2,本实例中,取n=4,依次按照上述第二子模块到第九子模块的处理流程,分别获得第二、……、第五图像;
[0226] (13)所述第十一子模块对所述第一、第二、……、第五图像进行图像聚合,获得低空目标图像;
[0227] (14)所述第十二模块通过对低空目标图像中的目标形状、位置、姿态进行提取,获得预警信息。
[0228] 最后应当说明的是,以上内容仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换,均不脱离本发明技术方案的实质和范围。
相关专利内容
标题 发布/更新时间 阅读量
光学相干层析成像系统 2020-05-12 719
光声断层层析成像系统 2020-05-11 726
医学热层析成像系统 2020-05-13 537
电容层析成像传感器 2020-05-11 669
一种层析扫描成像仪 2020-05-11 319
计算层析成像方法 2020-05-12 873
一种光干涉层析成像仪 2020-05-12 559
光学层析成像装置 2020-05-13 564
光学相干层析成像装置 2020-05-11 551
中子相衬层析成像装置 2020-05-13 585
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈