[發明專利]用于IPIX雷達信號目標檢測的LMSCT時頻分析方法

有效

• 申請號: 202011639785.9
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112834993B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 郝國成;張必超;鍋娟;張雅冰;王盼盼;金亞睿;張薇
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01S7/36
• 分類號: G01S7/36;G01S7/41
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 張毅

本發明提出了一種用于IPIX雷達信號目標檢測的LMSCT時頻分析方法，該方法是基于線調頻小波變換方法的局部最大值同步壓縮變換的改進。首先將待分析信號進行CT處理，得到初步的時頻分布結果。根據LMSST時頻重排規則的思想，設計時頻點重排規則，對CT的時頻分布重新分配時頻點，實現時頻分布的高聚集度表現。本發明可以較好的提高IPIX雷達數據時頻分布的能量聚集度，準確刻畫目標物體運動所產生的時頻曲線圖，并且較好地改善了海雜波背景噪聲對時頻分布的干擾。

技術領域

本發明涉及非平穩信號處理領域，尤其涉及一種用于IPIX雷達信號目標檢測的LMSCT時頻分析方法。

背景技術

目前在軍事方面，作戰設備以復雜的海洋背景作為掩護，而雷達在檢測海洋表面的目標時，比如潛望鏡、蛙人、冰塊等，會受到海雜波的嚴重干擾，可能直接威脅到船只的航行安全。

傳統的海雜波目標檢測需要建立隨機統計模型，運用最大似然比檢測準則的統計檢測原理，這種檢測方法是基于海雜波為一種平穩隨機過程的假設。然而在多變的海雜波環境下，傳統的統計分析方法不能提供可靠的檢測結果。并且海雜波通常隨著時間和空間的變化而變化，具有較強的非平穩特性。

海雜波的干擾在不同程度上表現出低可觀測性，增加雷達探測的難度。因此，深入研究海上目標特性和海洋背景特性，開發適應復雜還戰場環境的時頻分析方法雷達目標檢測技術對于提升雷達對海探測能力具有重要意義。

發明內容

針對以上技術問題，本發明提出了一種用于IPIX雷達信號目標檢測的LMSCT時頻分析方法，該方法是基于線調頻小波變換方法的局部最大值同步壓縮變換的改進。首先將待分析信號進行CT處理，得到初步的時頻分布結果。根據LMSST時頻重排規則的思想，設計時頻點重排規則，對CT的時頻分布重新分配時頻點，實現時頻分布的高聚集度表現。本發明可以較好的提高IPIX雷達數據時頻分布的能量聚集度，準確刻畫目標物體運動所產生的時頻曲線圖，并且較好地改善了海雜波背景噪聲對時頻分布的干擾。

本發明提出的一種用于IPIX雷達信號目標檢測的LMSCT時頻分析方法，具體包括以下步驟：

S101：對非平穩信號進行線調頻小波變換CT，得到初步的非平穩信號時頻分布；

S102：利用局部最大值同步壓縮變換LMSST對初步的非平穩信號時頻分布進行處理，在頻率方向重新分配時頻系數，提高非平穩信號時頻分布的能量聚集度，得到最終的非平穩信號時頻分布。

進一步地，所述非平穩信號，具體為一個具有調幅和調頻規律的多分量信號，其表示為：

式(1)中，f(t)為非平穩信號，k為信號分量的標號，n為信號分量總數；A_k(t)和分別表示瞬時幅度IA和瞬時相位，t為時間。

進一步地，步驟S101中，所述線調頻小波變換CT，具體如式(2)：

式(2)中，為線調頻小波變換CT變換后初步的非平穩信號時頻分布；ω為信號的瞬時頻率；g為非平穩信號f對應的窗函數；u為微元；β為用于調頻率參數。

進一步地，步驟S102中，局部最大值同步壓縮變換LMSST在頻率方向重新分配時頻系數，具體如式(3)：

式(3)中，為重新分配的時頻系數，替代式(2)中的ω；Δ為預設值。

進一步地，步驟S102中，最終的非平穩信號時頻分布，具體如式(4)：

式(4)中，LMSCT(t,η)表示最終的非平穩信號時頻分布；η頻率變量；δ為單位沖激函數。