[發明專利]一種頻譜分解方法及頻時反演方法

有效

• 申請號: 201810082198.0
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108427032B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 賀宇;吳煒霞;王哲;李曉東;馬謝;鄭浩月
• 申請（專利權）人: 中國電子科技網絡信息安全有限公司
• 主分類號: G01R23/165
• 分類號: G01R23/165
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 郭彩紅

1.一種頻譜分解方法，對原頻譜進行線性分解，劃分為若干等效頻譜區間，原頻譜為所述若干等效頻譜的線性組合；

進行線性分解的具體方法為：根據已知信號的頻譜特征，定位其3dB帶寬以確定得到的濾波器個數n，將原頻譜確定為n個濾波器的幅頻響應的線性組合；所述n個濾波器一一對應所述若干等效頻譜；所述n為大于0的自然數；

定位其3dB帶寬以確定得到的濾波器個數n的具體方法為：根據已知頻譜波形的波峰個數m，將原頻譜劃分成m個獨立波峰頻譜的線性組合；對于每一個波峰，確定其3dB帶寬W_3dB及中心頻率f_3dB，以及通帶外的上過渡帶及下過渡帶所處頻段，設置過渡帶頻段寬度的閾值條件W_上過渡帶和W_下過渡帶，如果過渡帶頻段寬度閾值達到所設定的閾值，則可以確定1個濾波器的幅頻響應中心頻率f₀＝f_3dB，以及頻帶寬度W＝W_3dB+W_上過渡帶+W_下過渡帶，于是可以用此濾波器的幅頻響應對原頻譜的單個波峰進行等效代換；對m個波峰按以上方法進行等效代換，若其中有j個波峰不滿足以上3dB帶寬及過渡帶寬度閾值條件，則對每個波峰按照以上確定1個濾波器幅頻響應的方法再次分解成k_j個波峰，其中k_j≧2，直至分解得到的波峰可以被某個確定的濾波器的幅頻響應進行等效代換為止，則原頻譜可以確定為個濾波器的幅頻響應的組合。

2.根據權利要求1所述的頻譜分解方法，所述濾波器為帶通濾波器。

3.一種頻時反演方法，采用權利要求1到2之一所述的頻譜分解方法，將一個已知信號的頻譜特征等效為一個具有濾波器幅頻響應特性的頻譜，或分解為若干個具有濾波器幅頻響應特性的頻譜的線性組合；由濾波器的幅頻響應反推得到濾波器的脈沖響應，再通過實際的時間序列與脈沖響應的對應關系，以得到已知信號的時域波形。

4.根據權利要求3所述的頻時反演方法，具體方法為：根據分解后的頻譜特性，得到第i個濾波器的階數M_i、采樣頻率(F_s)_i、下過渡帶中心頻率(F_c1)_i、上過渡帶中心頻率(F_c2)_i、阻帶響應容度(δ₂)_i、阻帶衰減(A_s)_i、通帶響應容度(δ₁)_i和通帶內紋波(R_p)_i的濾波器頻響參數；其中，根據公式M_i＝10×(F_s)_i得到濾波器的階數M_i，i的范圍為1≤i≤n；

將理想帶通濾波器的下過渡帶中心頻率(F_c1)_i作為通帶較小的一個理想低通濾波器(LPF₁)_i的通帶截止頻率，上過渡帶中心頻率(F_c2)_i作為通帶較大的一個理想低通濾波器(LPF₂)_i的通帶截止頻率，兩個理想低通濾波器取相同的階數M_i，由(LPF₂)_i的脈沖響應h₂(n)_i減去(LPF₁)_i的脈沖響應h₁(n)_i從而得到所需理想帶通濾波器的脈沖響應h_d(n)_i；

脈沖響應是一個(M_i+1)維的數組；確定時間序列t[n]_i：時間序列t[n]_i是從0開始到T_i的一個(M_i+1)維的數組，是與脈沖響應數組一一對應的，而時域信號的時間長度T_i與濾波器的階數M_i及采樣頻率(F_s)_i有關，由得到根據脈沖響應與時間序列的一一對應關系，進行作圖，得到第i個所需要的時域信號[s]_i；

將反演得到的各個時域波形進行線性組合得到所需的等效時域信號。