国产自产21区,亚洲97,免费毛片网,国产啪视频,青青青国产在线观看,国产毛片一区二区三区精品

基于匹配追蹤的寬帶雷達目標復回波去噪方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于匹配追蹤的寬帶雷達目標復回波去噪方法。其步驟為：（1）獲取單次復距離像；（2）計算殘余信號和門限值；（3）更新殘余信號；（4）判斷殘余信號功率與門限值的大?。唬?）恢復單次復距離像。本發明采用適用于寬帶雷達目標散射點模型的超分辨傅立葉基，對寬帶雷達目標復距離像的描述更加精確，可以更好地提高寬帶雷達目標復波回的信噪比，可用于在噪聲背景下對飛機、汽車等運動目標的雷達回波進行噪聲抑制。
【專利說明】基于匹配追蹤的寬帶雷達目標復回波去噪方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于通信【技術領域】，更進一步涉及雷達信號處理【技術領域】中的一種基于匹配追蹤的單次寬帶雷達目標復回波的去噪方法。本發明可用于在噪聲背景下對飛機、汽車等運動目標的雷達回波進行噪聲抑制。
【背景技術】
[0002]在雷達信號處理【技術領域】中，提高雷達目標回波的信噪比主要有兩類方法:一類是對雷達回波進行相干積累來抑制噪聲，主要思想是:對連續的多次次雷達回波進行相干疊加平均，但由于復距離像的初相敏感性問題，相干積累要求雷達記錄復距離像間的初相變化，并非所有的雷達都能夠滿足此要求，而且這類方法抑制噪聲需要多個樣本，很難滿足實時性要求；另一類方法對單次雷達回波進行稀疏分解以達到噪聲抑制的目的。
[0003]西安電子科技大學提出的專利申請“基于雙譜去噪的噪聲背景下的雷達目標識別方法”(申請號201310161379.X申請公布號CN103217676A)公開了一種基于雙譜去噪的噪聲背景下雷達目標識別方法。該方法的處理步驟是:首先獲取一幀連續的多次雷達回波，計算該幀回波的雙譜，然后對該雙譜進行變形，最后用變形后的雙譜恢復出雙譜去噪的距離像。該方法的不足之處是，由于該方法是利用多次連續雷達回波進行雙譜估計的，因此需要較多的估計樣本，實時性差，而且，在去噪過程中需要對估計的雙譜進行變形，計算量較大。
[0004]武漢大學提出的專利申請“基于小波閾值與極大模值法的激光雷達信號處理方法”(申請號201210548925.0申請公布號CN 103033804A)公開了一種基于小波閾值與極大模值法的激光雷達信號處理方法。該方法的處理步驟是:首先對信號進行小波分解得到低頻系數和高頻系數，然后去除高頻系數中屬于噪聲的小波系數，最后用低頻系數和去除噪聲的高頻系數重構信號。該方法的不足之處是，由于該方法采用了小波基對信號進行稀疏分解，而小波基不適用于寬帶雷達目標的散射點模型，對雷達回波中的信號和噪聲描述不夠精確，進而影響其對雷達回波去噪性能。

【發明內容】

[0005]本發明針對上述現有技術的不足，提出一種基于匹配追蹤的寬帶雷達目標復回波去噪方法。本發明采用適用于寬帶雷達目標散射點模型的超分辨傅立葉基，對單次寬帶雷達目標的復距離像進行稀疏分解，保留大的分解系數對應的信號分量，可以更好地對寬帶雷達目標復回波進行去噪，提高寬帶雷達目標復回波的信噪比。
[0006]本發明實現的具體步驟如下:
[0007]( I)獲取單次復距離像:
[0008]對寬帶雷達目標的單次時域回波做脈沖壓縮，得到寬帶雷達目標的單次復距離像；
[0009]( 2 )計算殘余信號和門限值:
[0010]2a)對寬帶雷達目標的單次復距離像做快速傅里葉變換，得到寬帶雷達目標的單次復距離像的復頻譜，將該復頻譜作為殘余信號；
[0011]2b)根據寬帶雷達目標的單次復距離像估計噪聲功率；
[0012]2c)根據噪聲功率確定門限值；
[0013](3)更新殘余信號:
[0014]3a)將一個空集作為原子向量集合，構造超分辨基矩陣；
[0015]3b)對超分辨基矩陣的各列向量與殘余信號做內積，將內積中的最大值對應的超分辨基矩陣的列加入到原子向量集合，取原子向量集合中的所有向量作為原子矩陣；
[0016]3c)利用原子矩陣和寬帶雷達目標的單次復距離像的復頻譜，對步驟2a)中的殘余信號進行更新，得到更新后的殘余信號；
[0017]3d)對更新后的殘余信號取復共軛，得到的復共軛向量，對復共軛向量與更新后的殘余信號做內積，得到更新后的殘余信號功率；
[0018](4)判斷更新后的殘余信號功率是否大于門限值Th:
[0019]判斷更新后的殘余信號功率是否大于門限值，如果是，則執行步驟3b)，否則，執行步驟(5)；
[0020](5)恢復單次復距離像:
[0021]5a)將寬帶雷達目標的單次復距離像的復頻譜與更新后的殘余信號做差，得到去噪后的復頻譜；
[0022]5b)對去噪后的復頻譜做快速逆傅里葉變換，得到恢復后的寬帶雷達目標的單次復距離像。
[0023]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
[0024]第一，由于本發明只利用寬帶雷達目標的單次復距離像進行去噪，克服了現有技術中需要用多次連續回波去噪的缺點，使得本發明提出的方法具有較好的實時性。
[0025]第二，由于本發明中超分辨基矩陣采用了適用于寬帶雷達目標散射點模型的超分辨傅立葉基，克服了現有技術中小波基對寬帶雷達目標描述的不準確性，使得本發明可以更好地提高寬帶雷達目標復回波的信噪比。
[0026]本發明的技術過程和效果可結合以下附圖詳細說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本發明的流程圖。
[0028]圖2為本發明對單次加噪復距離像去噪性能示意圖。
[0029]圖3為采用本發明后的復距離像的平均重構誤差示意圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖對本發明做進一步的描述。
[0031]參照圖1，本發明【具體實施方式】如下:
[0032]步驟1，獲取寬帶雷達目標的單次復距離像。
[0033]獲取寬帶雷達目標的單次復時域回波，對該復時域回波做脈沖壓縮得到寬帶雷達目標的一維復距離像X=LX1, X2,, xN]，xm表示復距離像的第m個距離單元的復強度，m=l, 2,...,N, N表示復距離像的長度。[0034]步驟2，計算殘余信號和門限值。
[0035]對寬帶雷達目標的單次復距離像X做快速傅立葉變換得到其復頻譜Z=fft (x)，將該復頻譜作為殘余信號r，fft(-)表示對信號取快速傅立葉變換。
[0036]雷達開機以后，獲取沒有目標的寬帶雷達復回波，對該復回波做脈沖壓縮得到噪
聲向量sn,噪聲功率
【權利要求】
1.一種基于匹配追蹤的寬帶雷達目標復回波的去噪方法，包括以下步驟: (1)獲取單次復距離像: 對寬帶雷達目標的單次時域回波做脈沖壓縮，得到寬帶雷達目標的單次復距離像； (2)計算殘余信號和門限值: .2a)對寬帶雷達目標的單次復距離像做快速傅里葉變換，得到寬帶雷達目標的單次復距離像的復頻譜，將該復頻譜作為殘余信號； .2b)根據寬帶雷達目標的單次復距離像估計噪聲功率； .2c)根據噪聲功率確定門限值； (3)更新殘余信號: .3a)將一個空集作為原子向量集合，構造超分辨基矩陣； .3b)對超分辨基矩陣的各列向量與殘余信號做內積，將內積中的最大值對應的超分辨基矩陣的列加入到原子向量集合，取原子向量集合中的所有向量作為原子矩陣； .3c)利用原子矩陣和寬帶雷達目標的單次復距離像的復頻譜，對步驟2a)中的殘余信號進行更新，得到更新后的殘余信號； .3d)對更新后的殘余信號取復共軛，得到的復共軛向量，對復共軛向量與更新后的殘余信號做內積，得到更新后的殘余信號功率； (4)判斷更新后的殘余信號功率是否大于門限值Th: 判斷更新后的殘余信號功率是否大于門限值，如果是，則執行步驟3b)，否則，執行步驟(5)； (5)恢復單次復距離像: .5a)將寬帶雷達目標的單次復距離像的復頻譜與更新后的殘余信號做差，得到去噪后的復頻譜； .5b)對去噪后的復頻譜做快速逆傅里葉變換，得到恢復后的寬帶雷達目標的單次復距尚像。
2.根據權利要求1所述的基于匹配追蹤的寬帶雷達目標復回波的去噪方法，其特征在于，步驟2b)所述估計噪聲功率的具體步驟如下: 第一步，寬帶雷達開機后，獲取沒有目標的寬帶雷達時域回波； 第二步，對所獲取的寬帶雷達時域回波做脈沖壓縮，得到噪聲向量； 第三步，按照如下公式，計算噪聲功率:

3.根據權利要求1所述的基于匹配追蹤的寬帶雷達目標復回波的去噪方法，其特征在于，步驟2c)所述的門限值按照下式確定:
Th=N2 σ 2 其中，Th表示門限值；N表示寬帶雷達目標的單次復距離像的長度；σ 2表示噪聲功率。
4.根據權利要求1所述的基于匹配追蹤的寬帶雷達目標復回波的去噪方法，其特征在于，步驟3a)所述超分辨基矩陣中的元素按照下式生成:

5.根據權利要求1所述的基于匹配追蹤的寬帶雷達目標復回波的去噪方法，其特征在于，步驟3c)所述殘余信號的更新按照下式進行:r=Z-EF+Z 其中，r表示更新后的殘余信號3表示寬帶雷達目標的單次復距離像的復頻譜；E表示超分辨基矩陣；F表示原子矩陣；F+ 表示原子矩陣的穆爾-彭羅斯Moore-Penrose逆矩陣。
【文檔編號】G01S7/41GK103454621SQ201310404724
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月7日 優先權日:2013年9月7日
【發明者】杜蘭, 和華, 王鵬輝, 徐丹蕾, 劉宏偉 申請人:西安電子科技大學