[發(fā)明專利]基于小波變換估算脈沖到達時間的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811415076.5
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN109543138A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹建蜀;張明潔
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: G06F17/14
• 分類號: G06F17/14;G01S7/02
• 代理公司: 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

本發(fā)明公開了一種基于小波變換估計雷達脈沖信號到達時間的方法，該方法采用三角小波對無任何信號參數(shù)先驗信息的待分析雷達脈沖信號進行小波變換，以實現(xiàn)到達時間的估計。算法為：1)對接收到的脈沖信號進行相關(guān)檢測，獲取信號的到達時間粗估值及結(jié)束時間粗估值；2)利用m?rife算法對信號的載頻進行估計，得到估計值；3)利用載頻估計值對信號進行變頻得到基帶信號，對基帶信號做三角小波變換，求取模值；4)所得模值中的第一個模極大值點對應(yīng)的位置l₀，第二個模極大值點對應(yīng)的位置l₁，即作為信號結(jié)束時間的精確估計值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達信號處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種基于小波變換估算脈沖到達時間的方法。

背景技術(shù)

對接收到的雷達信號進行脈沖到達時間估計是雷達偵察系統(tǒng)中的重要課題。目前對到達時間的估計主要有兩種方式：其中一種的信號參數(shù)包含完整或部分先驗信息；另一種的信號參數(shù)無任何先驗信息。

小波變換(wavelet transform，WT)是一種新的變換分析方法，它繼承和發(fā)展了短時傅立葉變換局部化的思想，同時又克服了窗口大小不隨頻率變化等缺點，能夠提供一個隨頻率改變的“時間-頻率”窗口，是進行信號時頻分析和處理的理想工具。它的主要特點是通過變換能夠充分突出問題某些方面的特征，能對時間(空間)頻率的局部化分析，通過伸縮平移運算對信號(函數(shù))逐步進行多尺度細化，最終達到高頻處時間細分，低頻處頻率細分，能自動適應(yīng)時頻信號分析的要求，從而可聚焦到信號的任意細節(jié)，解決了Fourier變換的困難問題。同樣的小波變換也檢測信號的奇異點。

在小波變換的工程應(yīng)用中，對小波尺度的合理選擇是一個較難的問題。若選擇的小波尺度過小，則不能良好的抑制噪聲，但隨著小波尺度的逐漸增大，由于輸入SNR增大，將會對噪聲起著良好抑制作用。由文獻可知，當哈爾小波選擇的尺度大于其2倍脈寬時，由于噪聲的隨機性，將會對極值點進行誤判。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于小波變換估算脈沖到達時間的方法。

為達上述目的，本發(fā)明的一個實施例中提供了基于小波變換估算脈沖到達時間的方法，包括構(gòu)建信號發(fā)射和信號接收的基本模型以及對接收到的信號進行小波變換估算的過程；

其中，信號發(fā)送的模型構(gòu)建為：

s(t)＝a(t)exp[j(2πf₀t+θ)],0≤t≤T_s

式中T_s是表脈沖寬度，f₀是載波頻率，θ是信號初相，a(t)為包絡(luò)函數(shù)，定義a(t)為:

a(t)＝A[ε(t)-ε(t-T_s)]

式中ε(t)為單位階躍函數(shù)，A代表信號幅度值；

其中，接收信號的模型構(gòu)建為：

由上式可知，信號到達點為脈寬為觀測點數(shù)為此處定義參數(shù)A、f₀、τ均未知。

所述小波變換估算的過程包括：

1)對接收到的脈沖信號進行相關(guān)檢測，獲取信號的到達時間粗估值及結(jié)束時間粗估值其算法為：

2)在區(qū)間內(nèi)，利用m-rife算法對信號的載頻進行估計，得到估計值的算法為：

3)利用step2中的載頻估計值對信號進行變頻，并選擇恰當尺度，對基帶信號做小波變換，求取模值|WT_s′(a,n)|；

當n<n₀時，取模值的算法為：