[發明專利]一種基于時變濾波器的線性調頻信號降噪方法

在審

• 申請號: 202110571578.2
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113114160A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 胡愛群;米思婭
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H03H9/46
• 分類號: H03H9/46
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 王路

本發明公開了一種基于時變濾波器的線性調頻信號降噪方法，包括：(1)根據線性調頻信號的先驗信息和信號持續時間確定當前時刻信號所處頻點；(2)根據當前時刻信號的頻點計算帶通濾波器的零極點，當前頻點設定即為一個極點；(3)根據零極點參數計算帶通濾波器的傳遞函數，并對當前時刻的信號進行濾波處理；(4)對所有時刻過濾后的信號按到達時間進行合并，得到最終的降噪后的線性調頻信號。本發明針對線性調頻信號進行降噪處理，具有良好的應用效果。

技術領域

本發明涉及信號處理領域，尤其涉及一種基于時變濾波器的線性調頻信號降噪方法。

背景技術

軍事應用中，對雷達的作用距離、分辨能力、測量精度等性能指標提出了越來越高的要求。為了提高分辨能力和測距精度，要求信號具有大的帶寬；而為了提高速度分辨力和測速精度，要求信號具有大的時寬。線性調頻(線性調頻信號)是一種在雷達領域中廣泛使用的調制技術，信號占用的頻帶寬度遠大于信息帶寬，可以獲得很大的系統處理增益。但是較高的信號頻帶帶寬使得在對線性調頻信號進行降噪處理時，濾波器的需要的通帶帶寬增大，降噪效果隨之下降。

在實際的信號處理中，信號的頻譜特征并不是一成不變的。當信號的頻率特性隨時間變換時，如果使用固定抽頭的濾波器就無法很好地對該種信號進行處理。時變濾波器頻率特性隨著記錄時間而變的濾波器，通過改變濾波器的抽頭，時變濾波器可以更好地適配信號特征。線性調頻信號是一種典型的頻譜特征隨時間變化的信號，使用時變濾波器對其進行處理可以獲得更好的濾波效果。

針對線性調頻信號的降噪問題，本文提出了一種基于時變濾波器的線性調頻信號降噪方法。線性調頻信號的頻率值與到達時間成線性關系，如果知道信號的持續時間就可以確定當前時刻的頻點信號。對于每一個時刻，一旦確定了頻率信號，就可以確定帶通濾波器的零點和極點，并根據零極點計算出濾波器的系數。當信號的頻點信號隨時間變化時，濾波器的系數也會隨著變化。當所有時刻的信號都過濾完畢后，按到達時間進行合并就可以得到最終的降噪后的線性調頻信號。

發明內容

發明目的：本發明針對線性調頻信號的降噪問題，提供一種基于時變濾波器的線性調頻信號降噪方法。本發明根據原始線性調頻信號頻點信息隨著時間的變化規律，動態調整每一時刻濾波器的系數進行濾波降噪。

技術方案：本發明所述的基于時變濾波器的線性調頻信號降噪方法：

(1)根據線性調頻信號的先驗信息和信號持續時間確定當前時刻信號所處頻點；

(2)根據當前時刻信號的頻點計算帶通濾波器的零極點，當前頻點設定即為一個極點；

(3)根據零極點參數計算帶通濾波器的傳遞函數，并對當前時刻的信號進行濾波處理；

(4)對所有時刻過濾后的信號按到達時間進行合并，得到最終的降噪后的線性調頻信號。

有益效果：本發明與現有技術相比，其顯著優點是：通過本發明方法可以根據線性調頻信號不同到達時間的頻率分布特征設計對應的時變濾波器抽頭，使用時變濾波器對線性調頻信號進行濾波。通過實驗發現，使用本發明方法相比于使用固定抽頭濾波器過濾降噪的方法可以進一步降低線性調頻信號中噪聲。

附圖說明

圖1是本發明的一種基于時變濾波器的線性調頻信號降噪方法流程示意圖；

圖2是-10dB信號比條件下原始信號、原始信號加高斯白噪聲、固定濾波器過濾、時變濾波器過濾信號時域波形；

圖3是-10dB信號比條件下原始信號、原始信號加高斯白噪聲、固定濾波器過濾、時變濾波器過濾信號頻域波形；

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白,以下結合具體實施例,并參照附圖,對本發明作進一步的詳細說明。