[發(fā)明專(zhuān)利]基于瑞利熵的自適應(yīng)時(shí)頻同步壓縮方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710668186.1
• 申請(qǐng)日: 2017-08-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107576943B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李林;韓紅霞;姬紅兵;王智慧
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01S7/295
• 分類(lèi)號(hào): G01S7/295
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專(zhuān)利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

1.一種基于瑞利熵的自適應(yīng)時(shí)頻同步壓縮方法，包括如下步驟：

(1)采集信號(hào)：

信號(hào)采集系統(tǒng)通過(guò)雷達(dá)偵察接收機(jī)設(shè)備，實(shí)時(shí)采集目標(biāo)空域中的任意一段信號(hào)；

(2)獲取信號(hào)點(diǎn)序列：

根據(jù)所采集信號(hào)的長(zhǎng)度，對(duì)所采集的信號(hào)在大于等于1的采樣頻率范圍內(nèi)，選取一個(gè)采樣頻率進(jìn)行采樣，得信號(hào)點(diǎn)序列N＝Tf_s，其中，N表示信號(hào)點(diǎn)序列的長(zhǎng)度，T表示所采集的雷達(dá)偵察接收機(jī)信號(hào)的時(shí)間長(zhǎng)度，f_s表示采集信號(hào)的采樣頻率；

(3)選取信號(hào)點(diǎn)序列的窗口參數(shù)集合：

(3a)選取高斯函數(shù)為窗函數(shù)；

(3b)在(0,1]區(qū)間，以1/N的步長(zhǎng)，選取N個(gè)不同的值，組成窗口參數(shù)集合；

(4)計(jì)算瑞利熵：

(4a)在窗口參數(shù)集合中，任意選取一個(gè)窗口參數(shù)，在其對(duì)應(yīng)的窗函數(shù)下，對(duì)信號(hào)點(diǎn)序列進(jìn)行離散加窗傅里葉變換，得到信號(hào)點(diǎn)序列的短時(shí)傅里葉變換系數(shù)；

(4b)利用瑞利熵公式，得到每個(gè)時(shí)刻的瑞利熵值；

(4c)遍歷窗口參數(shù)集合中的所有窗口參數(shù)，得到每個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的瑞利熵值集合；

(5)獲取最佳窗口參數(shù)序列：

(5a)從瑞利熵值集合中選出最小值，將所選最小值對(duì)應(yīng)的窗函數(shù)作為每個(gè)時(shí)刻的最優(yōu)窗函數(shù)；

(5b)遍歷每個(gè)時(shí)刻，得到所有時(shí)刻的最優(yōu)窗函數(shù)，將所有時(shí)刻下最優(yōu)窗函數(shù)對(duì)應(yīng)的窗口參數(shù)，組成信號(hào)點(diǎn)序列的最佳窗口參數(shù)序列；

(6)獲取平滑的最佳窗口參數(shù)序列：

用滑動(dòng)平均法，對(duì)最佳窗口參數(shù)序列內(nèi)的點(diǎn)進(jìn)行累加平均，得到平滑的最佳窗口參數(shù)序列；

(7)自適應(yīng)同步壓縮短時(shí)傅里葉變換：

(7a)用平滑的最佳窗口參數(shù)序列對(duì)應(yīng)的窗函數(shù)集合，對(duì)信號(hào)點(diǎn)序列進(jìn)行離散加窗傅里葉變換，得到自適應(yīng)短時(shí)傅里葉變換系數(shù)；

(7b)用維特比Viterbi法，對(duì)自適應(yīng)短時(shí)傅里葉變換系數(shù)在時(shí)頻域進(jìn)行最小路徑搜索，得到信號(hào)點(diǎn)序列的每個(gè)分量的瞬時(shí)頻率脊線；

(7c)利用同步壓縮公式，根據(jù)信號(hào)點(diǎn)序列的每個(gè)分量的瞬時(shí)頻率脊線，將每個(gè)時(shí)刻下所有對(duì)應(yīng)同一頻率的自適應(yīng)短時(shí)傅里葉變換系數(shù)進(jìn)行疊加，得到自適應(yīng)同步壓縮系數(shù)；

(8)獲得各分量信號(hào)：

利用重構(gòu)公式，將每個(gè)時(shí)刻下對(duì)應(yīng)信號(hào)點(diǎn)序列中同一個(gè)分量瞬時(shí)頻率脊線的自適應(yīng)同步壓縮系數(shù)進(jìn)行疊加，得到信號(hào)點(diǎn)序列中的每個(gè)分量信號(hào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于瑞利熵的自適應(yīng)時(shí)頻同步壓縮方法，其特征在于：步驟(4b)所述的瑞利熵公式如下：

其中，R表示瑞利熵值，α表示瑞利熵系數(shù)，α≥2.5，log₂表示以2為底的對(duì)數(shù)操作，∫∫表示二重積分操作，|·|表示取絕對(duì)值操作，V_s(t,f)表示信號(hào)點(diǎn)序列s在短時(shí)傅里葉變換中第t個(gè)時(shí)刻第f個(gè)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的短時(shí)傅里葉變換系數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于瑞利熵的自適應(yīng)時(shí)頻同步壓縮方法，其特征在于：步驟(7c)所述的同步壓縮公式如下：

其中，T_s(m,n)表示信號(hào)點(diǎn)序列s在自適應(yīng)短時(shí)傅里葉變換中的第m個(gè)時(shí)刻第n個(gè)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的自適應(yīng)同步壓縮系數(shù)，π表示圓周率，g表示高斯窗函數(shù)，g(0)表示在0時(shí)刻的高斯窗函數(shù)值，∫表示積分操作，V_s(m,n,σ)表示信號(hào)點(diǎn)序列s在平滑后的最佳窗口參數(shù)序列σ對(duì)應(yīng)的窗函數(shù)集合下，自適應(yīng)短時(shí)傅里葉變換中第m個(gè)時(shí)刻第n個(gè)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的自適應(yīng)短時(shí)傅里葉變換系數(shù)，δ表示單位沖擊函數(shù)，ω_s(m,n)表示信號(hào)點(diǎn)序列s的每個(gè)分量在自適應(yīng)短時(shí)傅里葉變換中第m個(gè)時(shí)刻第n個(gè)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)頻率。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于瑞利熵的自適應(yīng)時(shí)頻同步壓縮方法，其特征在于：步驟(8)所述的重構(gòu)公式如下：

其中，s_k表示信號(hào)點(diǎn)序列s中的第k個(gè)分量信號(hào)，≈表示近似等于符號(hào)，表示信號(hào)點(diǎn)序列中第k個(gè)分量信號(hào)在自適應(yīng)短時(shí)傅里葉變換中第m個(gè)時(shí)刻下的瞬時(shí)頻率值，＜表示小于符號(hào)，χ表示門(mén)限閾值，1＜χ＜5，T_s(m,n)表示信號(hào)點(diǎn)序列s在自適應(yīng)短時(shí)傅里葉變換中的第m個(gè)時(shí)刻第n個(gè)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的自適應(yīng)同步壓縮系數(shù)。