專利名稱：一種雷達(dá)回波信號歸一化窗濾波方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雷達(dá)回波信號歸一化窗濾波方法。
背景技術(shù)：
雷達(dá)回波信號常因內(nèi)部噪聲、雜波以及電磁干擾等多方面噪聲的影響，受到比較嚴(yán)重的污染。為了提高雷達(dá)檢測弱信號的能力，對回波信號去噪就顯得非常重要。傳統(tǒng)去噪方法以信號的平穩(wěn)性為前提，多采用時域或者頻域加窗或遮隔運算，僅從時域或頻域分別給出統(tǒng)計平均結(jié)果，根據(jù)有效信號的時域或頻域特性去除噪聲。但是由于當(dāng)代雷達(dá)的回波信號通常是帶寬比較大的非平穩(wěn)信號，而且有效信號與噪聲之問多存在著比較強(qiáng)的時頻耦 合，這使經(jīng)典的濾波方法很難實現(xiàn)有效的信噪分離。時頻分析是近年來興起的對非平穩(wěn)信號進(jìn)行分析的重要工具。時頻分析將一維的時域信號和頻域信號映射到二維時頻平面上，獲得信號的聯(lián)合時頻分布，從而在時頻域區(qū)分別提取各信號分量。常用的時頻分析方法有短時傅里葉變換、Gabor變換、Wigner — Ville分布和小波變換等。Stockwell變換吸收并發(fā)展了短時傅里葉變換和連續(xù)小波變換，它采用與頻率(即尺度)有關(guān)的可變高斯窗函數(shù)，其時頻分辨率隨著頻率發(fā)生變化，擺脫了短時傅立葉變換的固定分辨率的缺點，同時具有相位信息，這也是小波變換不具備的。歸一化窗Stockwell變換繼承了 Stockwell變換的優(yōu)點，同時也克服了 Stockwell變換固定不變和隨著頻率的增加而產(chǎn)生明“加權(quán)效應(yīng)”。TT(Time-Time)變換是近年發(fā)展起來的一種時時分析方法，是基于S變換的一種譜分解方法，它將高頻信號聚集在譜變換域的對角線，通過提取譜變換域?qū)蔷€附近的元素來濾除低頻雜波。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為避免上述已有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種雷達(dá)回波信號歸一化窗濾波方法，以解決雷達(dá)回波信號經(jīng)常受到雜波和噪聲的影響以及常用的濾波去噪方法受到使用條件的限制的問題。本發(fā)明為解決技術(shù)問題，提供了一種雷達(dá)回波信號歸一化窗濾波方法。一種雷達(dá)回波信號歸一化窗濾波方法，包括以下步驟(I)先獲取一個雷達(dá)回波原信號，對該雷達(dá)回波原信號進(jìn)行歸一化窗Stockwell變換和TT變換；(2)獲取一個夾雜高頻和低頻雜波的雷達(dá)回波信號，對夾雜高頻和低頻雜波的雷達(dá)回波信號進(jìn)行歸一化窗Stockwell變換，根據(jù)二維時頻分析確定時頻濾波算子；(3)根據(jù)時頻濾波算子設(shè)計時頻濾波器；根據(jù)所設(shè)計的時頻濾波器濾除夾雜高頻和低頻雜波的雷達(dá)回波信號的高頻雜波，再進(jìn)行TT變換；(4)對比雷達(dá)回波原信號的TT變換和夾雜高頻和低頻雜波的雷達(dá)回波信號的TT變換，確定低頻雜波的區(qū)域；提取低頻雜波的區(qū)域的元素，濾除低頻雜波，獲得雷達(dá)回波信號的濾除高頻雜波和低頻雜波的TT變換；
(5)對第4步中的濾除高頻雜波和低頻雜波的譜變換進(jìn)行TT逆變換，獲得濾波后的雷達(dá)回波信號。本發(fā)明的雷達(dá)回波信號歸一化窗濾波方法還具有以下技術(shù)特點。所述歸一化窗Stockwell 變換公式為
權(quán)利要求
1.一種雷達(dá)回波信號歸一化窗濾波方法，其特征是，包括以下步驟 (1)先獲取一個雷達(dá)回波原信號，對該雷達(dá)回波原信號進(jìn)行歸一化窗Stockwell變換和TT變換； (2)獲取一個夾雜高頻和低頻雜波的雷達(dá)回波信號，對夾雜高頻和低頻雜波的雷達(dá)回波信號進(jìn)行歸一化窗Stockwell變換，根據(jù)二維時頻分析確定時頻濾波算子； (3)根據(jù)時頻濾波算子設(shè)計時頻濾波器；根據(jù)所設(shè)計的時頻濾波器濾除夾雜高頻和低頻雜波的雷達(dá)回波信號的高頻雜波，再進(jìn)行譜變換； (4)對比雷達(dá)回波原信號的TT變換和夾雜高頻和低頻雜波的雷達(dá)回波信號的TT變換，確定低頻雜波的區(qū)域；提取低頻雜波的區(qū)域的元素，濾除低頻雜波，獲得雷達(dá)回波信號的濾除高頻雜波和低頻雜波的譜變換； (5)對第4步中的濾除高頻雜波和低頻雜波的TT變換進(jìn)行TT逆變換，獲得濾波后的雷達(dá)回波信號
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雷達(dá)回波信號歸一化窗濾波方法，其特征是，所述歸一化窗Stockwell 變換公式為
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雷達(dá)回波信號歸一化窗濾波方法，其特征是，所述譜變換公式為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雷達(dá)回波信號歸一化窗濾波方法，先獲取一個雷達(dá)回波原信號并進(jìn)行歸一化窗Stockwell變換和譜變換；獲取一個夾雜高頻和低頻雜波的雷達(dá)回波信號，并進(jìn)行歸一化窗Stockwell變換，根據(jù)二維時頻分析確定時頻濾波算子；根據(jù)時頻濾波器濾除夾雜高頻和低頻雜波的雷達(dá)回波信號的高頻雜波，再進(jìn)行TT變換；根據(jù)所設(shè)計的時頻濾波器濾除其高頻雜波，再對它進(jìn)行TT變換；根據(jù)TT變換的特點，提取其對角線附近的元素即可壓制低頻雜波；再進(jìn)行TT逆變換得到濾波后的雷達(dá)回波信號。本發(fā)明的雷達(dá)回波信號歸一化窗濾波方法，具有可有效地濾除雜波并保持很好的保留原信號的特征、計算量少、實現(xiàn)簡單等優(yōu)點。
文檔編號G01S7/41GK102721953SQ20121019960
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月15日
發(fā)明者何怡剛, 王娟 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)