本发明涉及雷达系统设计领域，尤其涉及一种基于5g同步信号的外辐射源探测技术。
背景技术：
1、随着无人机的普及应用，低空空域的有效监管正面临着严峻挑战，急需构建一种持久化、广覆盖、低成本的低空目标探测系统。
2、当前，以5g为代表的新一代移动通信技术迅猛发展。基于5g通信网络构建外辐射源低空监视网具有明显的技术优势：(1)广覆盖：5g网络布站密集，覆盖范围广，基于5g通信的低空目标探测网具备广域探测的优势，可以实现对我国国土内部及周边地区的有效覆盖；(2)易布站：接收站设备部署于通信铁塔上，无需供电、光缆等基础设施建设；(3)低成本：不需发射信号，无需发射通道，并且接收站设计可借鉴5g基站低成本天线，可显著降低成本；(4)隐蔽探测：不需发射信号，可实现隐蔽目标探测。
3、5g同步信号是一种周期性发送的信号，并且空域覆盖范围广、信息可解码，是一种稳定的辐射源信号，适宜用于作为外辐射源探测的照射源。当前基于5g同步信号的外辐射源探测技术研究，没有提出完整的基于同步信号的探测方案，并且没有充分考虑同步信号空域扫描的特点。
技术实现思路
1、为解决现有的技术问题，本发明提供了一种基于5g同步信号的外辐射源探测技术。
2、本发明的具体内容如下：一种基于5g同步信号的外辐射源探测技术，包括如下步骤：
3、步骤(10)外辐射源雷达站址选择及工作方式设计：外辐射源雷达接收天线阵列与5g基站天线同址部署，并且方位朝向与5g基站天线相同；雷达接收机包含参考通道和监测通道，监测通道跟随基站当前ssb发射波束同时形成多个接收波束以接收回波信号；
4、步骤(20)参考通道ssb信号接收及处理：参考通道接收基站ssb信号，通过ssb信号的解析，完成外辐射源雷达系统与5g基站的时间同步与频率同步；基于ssb解析得到的信息，进行ssb信号重构以实现高纯度参考信号的获取，ssb重构时的采样率需与监测通道抽样滤波后采样率一致；
5、步骤(30)监测通道回波信号接收及处理：针对每个ssb，监测通道同时形成多个接收波束，进行目标回波信号的接收，并对回波信号进行信号处理，以实现目标的检测与跟踪。
6、进一步的，步骤(10)包括：
7、步骤(11)外辐射源雷达接收天线部署：监测通道接收目标回波信号，监测通道所对应的接收天线阵列的方位朝向与5g基站天线一致；
8、步骤(12)外辐射源雷达工作方式设计：5g基站多个ssb组成一个同步信号突发集，且基站周期性的发送同步信号突发集，同步信号突发集中的多个ssb以时分的方式发送，并且基站针对每个ssb分别进行波束形成以实现空域扫描，使得同步信号突发集可以覆盖给定空域；外辐射源接收站跟随ssb发射波束的扫描图案进行探测，即在每个ssb的发射时刻，外辐射源接收天线阵列同时形成多个接收波束以覆盖当前ssb发射波束所覆盖的空域。
9、进一步的，步骤(20)包括：
10、步骤(21)ssb信号接收及解析：参考通道接收基站发射的ssb信号并采样得到基带数据，每个ssb信号包括主同步信号、辅同步信号和物理广播信道，参考通道信号处理单元首先以盲检测的方式在同步信号频率栅格的各频点上搜索主同步信号，检测到主同步信号，就同步到主同步信号周期，同时得到辅同步信号的发送定时；然后检测辅同步信号，根据主同步信号和辅同步信号，确定基站的物理小区识别号；根据主同步信号和辅同步信号的时频位置，确定物理广播信道的时频位置，然后利用物理广播信道的解调参考信号进行信道估计，完成物理广播信道的解码；参考通道解码获得同步信号突发集中的一个ssb，即根据5g标准协议获知该无线帧内的同步信号突发集图样，重构出该帧内同步信号突发集内的所有ssb信号，监测通道还需要测量得到ssb信号在基带中的频率位置；
11、步骤(22)ssb信号重构：根据解析获得的ssb信息，按照5g协议将物理广播信道的承载信息进行加扰、循环校验生成、信道编码、速率匹配操作；然后将主同步信号、辅同步信号及物理广播信道映射到相应的正交频分复用资源块；最后通过逆傅里叶变换转换成时域信号并添加循环前缀，从而完成ssb信号的重构。
12、进一步的，步骤(30)包括：
13、步骤(31)信号接收及抽样滤波：监测通道接收回波信号并采样得到基带数据，监测通道的基带信号采样率与参考通道相同；ssb信号的带宽小于5g基站的工作带宽，监测通道根据ssb信号的中心频率和带宽，对采样的回波信号进行数字抽样滤波，抽样滤波首先对基带信号进行数字移频处理，然后进行滤波与降采样处理；
14、步骤(32)监测通道信号处理：对抽样滤波后的信号进行直达波及多径干扰抑制、数字波束形成、匹配滤波、相参积累处理，进而完成目标检测与跟踪。
15、进一步的，步骤(31)中，数字移频处理包括：
16、记ssb信号在基带中的中心频率为fssb，则每个通道的回波数据按下式进行数据移频，将ssb信号中心频点移到零频：
17、
18、其中，和分别表示对应同步信号突发集中ssbi的第n个重复周期的第c个接收通道的第k个基带采样数据和数字移频后数据，k为总的采样点数，c为监测通道所对应天线阵列的接收通道数，i为基站同步信号突发集中ssb的个数，n为进行相参积累的ssbi的数目，ts为采样时间间隔，ssb信号的中心频率和带宽由参考通道测量得到；
19、滤波及降采样处理包括：
20、根据ssb信号带宽对数字移频后的基带数据进行滤波及降采样，实现带外干扰抑制，降采样后的采样率与参考通道重构的ssb信号使用相同的采样率，滤波及降采样之后的信号为：
21、
22、其中，k′为降采样后数据的采样点数。
23、进一步的，步骤(32)中，直达波及多径干扰抑制包括：
24、针对基站的直达波及多径干扰进行抑制，可以采用最小均方对消器、归一化最小均方对消器、递归最小二乘对消器、扩展相消算法，记直达波及多径干扰抑制之后的信号为：
25、
26、数字波束形成包括：对直达波及多径干扰抑制之后的多数据进行数字波束形成，针对当前ssb同时形成多个接收波束，记数字波束形成之后的信号为：
27、
28、其中，为针对ssbi形成第m个接收波束时接收通道c的加权系数，m为针对ssbi所形成的同时接收波束数目；
29、匹配滤波包括：将各ssb对应的监测通道回波信号与参考通道重构的ssb信号进行距离相关处理，匹配滤波处理后的信号表示为：
30、
31、其中，为参考通道重构的ssbi信号，()*表示共轭运算；
32、相参积累包括：对同一波位的多个周期的ssb信号进行相参积累处理，相参积累处理表示为如下公式：
33、
34、其中d为多普勒单元数。
35、本发明的基于5g同步信号的外辐射源探测方案，利用5g基站同步信号实现目标探测可显著降低外辐射源雷达的数据存储量和信号处理运算量。
1.一种基于5g同步信号的外辐射源探测技术，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于5g同步信号的外辐射源探测技术，其特征在于：步骤(10)包括：
3.根据权利要求1所述的基于5g同步信号的外辐射源探测技术，其特征在于：步骤(20)包括：
4.根据权利要求1所述的基于5g同步信号的外辐射源探测技术，其特征在于：步骤(30)包括：
5.根据权利要求4所述的基于5g同步信号的外辐射源探测技术，其特征在于：步骤(31)中，数字移频处理包括：
6.根据权利要求5所述的基于5g同步信号的外辐射源探测技术，其特征在于：步骤(32)中，直达波及多径干扰抑制包括：
