一種自動識別噪聲調(diào)頻信號的方法

1 噪聲調(diào)頻信號功率譜檢測原理
噪聲調(diào)頻干擾信號最常見的是射頻振蕩的頻率與調(diào)制噪聲電壓ξ(t)成線性關(guān)系，為了方便把噪聲調(diào)頻，信號的時(shí)域如式(1)

設(shè)調(diào)制噪聲電壓ξ(t)是高斯噪聲，其幅度概率密度分布為高斯函數(shù)

由于噪聲調(diào)頻干擾的角頻率與ξ(t)呈線性關(guān)系，故瞬時(shí)角頻率或角頻偏的概率密度也應(yīng)為高斯分布，其均方根的值為

式（6）中的積分只有在mfe》1和mfe《1時(shí)才能近似求解。

當(dāng)mfe》1可以得到噪聲調(diào)頻信號的干擾帶寬（半功率帶寬）為

對于噪聲調(diào)頻信號，由于信號的隨機(jī)性很強(qiáng)，很難在使用相關(guān)的辦法對這類噪聲調(diào)制的信號進(jìn)行檢測，所以常用的瞬時(shí)相關(guān)、時(shí)頻分布等檢測方法對其無效。但是由于接收系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，其系統(tǒng)的熱噪聲相對比較穩(wěn)定，所以其熱噪聲功率譜也是相對穩(wěn)定的。當(dāng)由調(diào)頻干擾信號進(jìn)入接收機(jī)時(shí)，根據(jù)式(6)，其功率譜在干擾頻帶[f0一△fj／2，f0+△fj／2]內(nèi)會比無調(diào)頻干擾信號時(shí)在能量上有明顯的提高，根據(jù)這一特征，可以檢測出干擾信號。并相應(yīng)的確定帶寬和中心頻率，如圖l所示。

圖1中噪聲調(diào)頻信號的中心頻率4．3 GHz，每伏調(diào)制為1 GHz／V，時(shí)長10 ms，為了提高檢測帶寬按單次時(shí)長100 ns做4 096采樣，循環(huán)10 000次累積處理。在實(shí)用的條件下一般會至少做到幾十毫秒的時(shí)長來進(jìn)行累計(jì)。產(chǎn)生的白噪聲調(diào)制信號首先經(jīng)過256階的帶通濾波器，用來給生成的白噪聲濾波進(jìn)行色化處理，通帶為4．29～4．31 GHz，所以視頻調(diào)頻帶寬20 MHz。經(jīng)過濾波后的隨機(jī)數(shù)帶入到式(1)，得到噪聲調(diào)頻信號，然后計(jì)算功率譜，結(jié)果如圖1(a)所示。從圖1(a)中可以看到在40 GHz的檢測帶寬中，信號的能量主要集中在4．3 GHz左右。圖1(b)為中心頻率處放大圖形，可以看出干擾信號的3 dB帶寬(即歸一化能量的0．707左右處)為0．18 GHz，10 dB帶寬(歸一化能量0．3左右處)為0．37 GHz。
當(dāng)白噪聲累加到調(diào)頻干擾后在得到的功率譜，如圖2所示。

從圖2中可以看出在SNR=一10 dB情況下，可以檢測處噪聲調(diào)頻干擾信號，且在中心頻率處的能量有所衰減。由于考慮仿真速度的需要此處所取時(shí)長較短，如果加長時(shí)間的積累，即相當(dāng)于增加了能量的積累，得到的檢測靈敏度會更高。對于檢測門限的設(shè)定，是在實(shí)際應(yīng)用中關(guān)心的問題。這里簡述兩種參考門限的確定方法。第一，對于系統(tǒng)的熱噪聲是在設(shè)計(jì)時(shí)所確定的固有性質(zhì)，相對外界環(huán)境要穩(wěn)定的多，在設(shè)置門限時(shí)可以考慮當(dāng)切斷外來所有的信號輸入，得到的機(jī)內(nèi)熱噪聲的功率均值數(shù)作為參考門限，這樣的好處是確保此時(shí)噪聲純凈，缺點(diǎn)是沒有考慮環(huán)境噪聲的存在，從而出現(xiàn)虛警的概率增加，這也是文中使用的方法；第二，是在偵察天線沒有對準(zhǔn)干擾源的情況下，得到內(nèi)外混合噪聲的各個(gè)頻點(diǎn)的功率均值作為參考門限，其優(yōu)點(diǎn)是能夠真實(shí)的反映實(shí)際情況，但是如果此時(shí)有其它發(fā)射機(jī)信號的輸入，則檢測出現(xiàn)漏警的概率會大大增加。