[发明专利]一种频谱分解方法及频时反演方法

说明书

本发明提供了一种频谱分解方法及频时反演方法，频谱分解时，线性分解原频谱，划分为若干等效频谱区间，原频谱为所述若干等效频谱的线性组合；频时反演时，采用上述频谱分解方法，将已知信号的频谱特征等效为一个或分解为若干个具有滤波器幅频响应特性的频谱或组合；由滤波器的频率响应反推得到滤波器的脉冲响应，再通过实际的时间序列与脉冲响应的对应关系。将无规律不可解析的问题转化为有规律可循，可进行数值计算的问题，在一定条件和一定范围内有效的满足了对信号频时反演的需求；减少了复杂数学推导所带来的计算工作量，节省了设计时间，避免了为达到设计需求而去拼凑信号的繁杂过程，使设计人员能及时找到一个可以模拟需求的时域信号。

技术领域

本发明涉及一种频谱分解方法及频时反演方法，适用于信号处理领域。

背景技术

复杂电磁环境下，各种类型和体制的电磁干扰信号可能同时存在(如：雷达、通信、广播以及电磁脉冲等信号)，它们相互空间交织，时间重叠，要想从时域分离和捕捉这些信号难度较大，但其频域特征是可以被测量和提取的，故从频域入手反演其时域波形不失为一种可选的途径。复杂电磁环境中的干扰信号频谱具有高频率、超宽带、高带外衰减、较高的带内纹波平坦度、功率谱集中分布等特征，而其时域波形具有窄脉冲宽度，作用时间短及由脉冲群组成等特点。当前对具有以上特定频谱分布特征但未知其时域波形的复杂电磁环境信号的研究方兴未艾，如何将其从频域到时域进行信号反演成为热门话题。

设一个通信系统的系统函数为h，x为其输入端的原始信号参数值集合。那么，信号经过该系统后，其参数集合总可以表示为一个Hilbert空间上的内积y＝h，x(相关定义见附录一)，如果y是在系统输出端观察所得的已知量，系统函数h已知或部分已知，那么，从y开始，并依赖于h，以及信号模型等其它可以得到的经验和信息，反推出x的过程就称为信号反演处理。而如果y和x都已知，h未知，则从x和y反推出h的过程，就称为系统模型反演。

对信号反演的研究和讨论已经经过了若干年，采用的方法也不尽相同。从公开的技术信息中可知，目前，在信号反演的理论研究方面，比较成熟的方法是非均匀快速傅里叶变换(NUFFT)，通常是在快速傅里叶变换算法的基础上进行插值得到的，同时，运用DSP处理器完成信号的处理任务，但通常耗时很长，对数值计算的要求较高，不易掌握。另外，在实际工程方面，为达到能快速获得信号波形的目的，往往是利用某些熟知的通信信号(如：MSK、QPSK等信号)，在时域进行信号的拼接从而去拼凑信号频谱分布，但通常难以得到超宽频带，高带外衰减，窄脉冲宽度，及短持续时间的信号。

发明内容

本发明提出了一种高效的频时反演方法，具有使得设计人员能够快速有效的反演得到一个满足频谱特征要求的时域信号波形的特征。

本发明还提出了一种高效的频谱分解方法，具有能够对原频谱进行划分为若干个等效频谱区间，从而方便进一步对频谱进行处理分析的特征。

根据本发明提出的一种频谱分解方法，对原频谱进行线性分解，划分为若干等效频谱区间，原频谱为所述若干等效频谱的线性组合；

进行线性分解的具体方法为：根据已知信号的频谱特征，定位其3dB带宽以确定得到的滤波器个数n，原频谱为确定的n个滤波器的线性组合；所述n个滤波器一一对应所述若干等效频谱；所述n为大于0的自然数。