[發(fā)明專利]一種基于DFT的脈沖頻域特征提取方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110708487.9
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113435313A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張蔚;楊大川;呂文超;易正紅;黃辰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第二十九研究所
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06F17/14
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 徐靜

本發(fā)明提供一種基于DFT的脈沖頻域特征提取方法，包括如下步驟：步驟1，對于給定的脈沖進行粗分辨率的DFT變換得到功率頻譜，并在功率頻譜上求得粗略中心頻率，并定義帶寬；步驟2，基于步驟1求得的粗略中心頻率，選擇DFT變換需要的中心頻率、分辨率和頻率范圍；步驟3，對于給定的脈沖，利用定義的帶寬以及步驟2選擇的中心頻率、分辨率和頻率范圍進行DFT運算，得到需要的脈沖頻域特征。本發(fā)明利用DFT可以在頻域不受時長變化、能夠改善信噪比等特性，解決提取脈沖頻域特征時容易測不準(zhǔn)，同時規(guī)避FFT變換在采樣率、脈沖寬度等不同時容易引入加窗效應(yīng)和頻域?qū)?zhǔn)等問題；并且還能夠減小運算量和存儲空間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及脈沖特征提取技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種基于DFT(離散傅立葉變換)的脈沖頻域特征提取方法。

背景技術(shù)

脈沖信號的很多特征都體現(xiàn)在脈沖的調(diào)制域，對輻射源的識別有著特殊意義，在信號檢測、參數(shù)估計、目標(biāo)分類等領(lǐng)域備受關(guān)注。

脈沖包含了豐富的非線性特征，如脈沖寬度、上升下降沿、過沖、拐點等信息。這些特征很難精確的估計，并會隨著脈沖不同的信噪比、幅度、寬度等變化，同時，實際應(yīng)用時信號檢測、采樣率不同還導(dǎo)致獲得的信號的數(shù)字采樣長短不一。而通常參數(shù)估計、目標(biāo)分類時，期望信號特征盡可能不隨這些動態(tài)因素變化，因此將信號從時域變換到頻域進行各種處理是較好的選擇。

基于快速傅里葉變換(FFT)將從時域信號映射到頻域，雖然可通過增加插值、補零等方式調(diào)整FFT點數(shù)來控制頻域分辨率，但這些方法都會帶來信號畸變或窗效應(yīng)，對信號特征精度要求較高的場合難以適用；對脈沖特征提取來說，同時減小了信號特征時域和頻域?qū)R、歸一化等環(huán)節(jié)帶來的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種基于DFT的脈沖頻域特征提取方法，以解決上述的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供的一種基于DFT的脈沖頻域特征提取方法，包括如下步驟：

步驟1，對于給定的脈沖進行粗分辨率的DFT變換得到功率頻譜，并在功率頻譜上求得粗略中心頻率，并定義帶寬；

步驟2，基于步驟1求得的粗略中心頻率，選擇DFT變換需要的中心頻率、分辨率和頻率范圍；

步驟3，對于給定的脈沖，利用定義的帶寬以及步驟2選擇的中心頻率、分辨率和頻率范圍進行DFT運算，得到需要的脈沖頻域特征。

進一步的，步驟1中對于給定的脈沖進行粗分辨率的全頻域DFT變換得到功率頻譜的方法為：對于給定的脈沖x進行粗分辨率的DFT變換到采樣率對應(yīng)的整個頻域混疊周期，從而獲得脈沖x的頻域特征X(ω)；然后計算頻域特征X(ω)的功率頻譜。

進一步的，步驟1中在功率頻譜上求得粗略中心頻率的方法為：通過計算功率頻譜的質(zhì)心得到粗略中心頻率。

進一步的，步驟1中的帶寬直接定義為3dB帶寬。

進一步的，步驟3中對進行DFT運算前，需要對給定的脈沖進行歸一化。

進一步的，所述對給定的脈沖進行歸一化的方法包括峰值歸一化或時域包絡(luò)歸一化。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明利用DFT可以在頻域不受時長變化、能夠改善信噪比等特性，解決提取脈沖頻域特征時容易測不準(zhǔn)，同時規(guī)避FFT變換在采樣率、脈沖寬度等不同時容易引入加窗效應(yīng)和頻域?qū)?zhǔn)等問題。

2、本發(fā)明先利用粗分辨率的DFT估計脈沖的參數(shù)，大大節(jié)省了運算量，并且能夠做到分辨率可調(diào)，實際應(yīng)用時更加靈活。

3、本發(fā)明第二次DFT變換更加有針對性，只對有脈沖信號的范圍內(nèi)的頻率做運算，減小存儲空間開銷和運算資源開銷，且能夠降低實際應(yīng)用時各種因素帶來的時頻域歸一化問題，降低脈沖外的噪聲等影像脈沖頻域特征的準(zhǔn)確性。