[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

本發明提供了一種頻譜分解方法及頻時反演方法，頻譜分解時，線性分解原頻譜，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；頻時反演時，采用上述頻譜分解方法，將已知信號的頻譜特征等效為一個或分解為若干個具有濾波器幅頻響應特性的頻譜或組合；由濾波器的頻率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。將無規律不可解析的問題轉化為有規律可循，可進行數值計算的問題，在一定條件和一定范圍內有效的滿足了對信號頻時反演的需求；減少了復雜數學推導所帶來的計算工作量，節省了設計時間，避免了為達到設計需求而去拼湊信號的繁雜過程，使設計人員能及時找到一個可以模擬需求的時域信號。

技術領域

本發明涉及一種頻譜分解方法及頻時反演方法，適用于信號處理領域。

背景技術

復雜電磁環境下，各種類型和體制的電磁干擾信號可能同時存在(如：雷達、通信、廣播以及電磁脈沖等信號)，它們相互空間交織，時間重疊，要想從時域分離和捕捉這些信號難度較大，但其頻域特征是可以被測量和提取的，故從頻域入手反演其時域波形不失為一種可選的途徑。復雜電磁環境中的干擾信號頻譜具有高頻率、超寬帶、高帶外衰減、較高的帶內紋波平坦度、功率譜集中分布等特征，而其時域波形具有窄脈沖寬度，作用時間短及由脈沖群組成等特點。當前對具有以上特定頻譜分布特征但未知其時域波形的復雜電磁環境信號的研究方興未艾，如何將其從頻域到時域進行信號反演成為熱門話題。

設一個通信系統的系統函數為h，x為其輸入端的原始信號參數值集合。那么，信號經過該系統后，其參數集合總可以表示為一個Hilbert空間上的內積y＝h，x(相關定義見附錄一)，如果y是在系統輸出端觀察所得的已知量，系統函數h已知或部分已知，那么，從y開始，并依賴于h，以及信號模型等其它可以得到的經驗和信息，反推出x的過程就稱為信號反演處理。而如果y和x都已知，h未知，則從x和y反推出h的過程，就稱為系統模型反演。

對信號反演的研究和討論已經經過了若干年，采用的方法也不盡相同。從公開的技術信息中可知，目前，在信號反演的理論研究方面，比較成熟的方法是非均勻快速傅里葉變換(NUFFT)，通常是在快速傅里葉變換算法的基礎上進行插值得到的，同時，運用DSP處理器完成信號的處理任務，但通常耗時很長，對數值計算的要求較高，不易掌握。另外，在實際工程方面，為達到能快速獲得信號波形的目的，往往是利用某些熟知的通信信號(如：MSK、QPSK等信號)，在時域進行信號的拼接從而去拼湊信號頻譜分布，但通常難以得到超寬頻帶，高帶外衰減，窄脈沖寬度，及短持續時間的信號。

發明內容

本發明提出了一種高效的頻時反演方法，具有使得設計人員能夠快速有效的反演得到一個滿足頻譜特征要求的時域信號波形的特征。

本發明還提出了一種高效的頻譜分解方法，具有能夠對原頻譜進行劃分為若干個等效頻譜區間，從而方便進一步對頻譜進行處理分析的特征。

根據本發明提出的一種頻譜分解方法，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，原頻譜為確定的n個濾波器的線性組合；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。