[发明专利]一种基于时频谱矩阵局部方差的跳频信号检测方法

权利要求书

1.一种基于时频谱矩阵局部方差的跳频信号检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1.根据跳频信号模型和定频信号模型确定接收机截获的观测信号是否存在跳频信号或者定频信号，若存在，则执行后续步骤；

S2.获取观测信号的短时傅里叶变换STFT_x(m,n)，并计算时频谱P_x(m,n)；

S3.将时频谱P_x(m,n)的不同频率分量在所有时间点的功率进行累加，得到只与频率相关的平均功率谱

S4.在原时频谱P_x(m,n)上减去对应频率的平均功率谱得到时频对消谱P_sub1(m，n)；

S5.对所得到的时频对消谱P_sub1(m，n)进行归一化处理得到P_sub(m，n)，并计算每个频点时频谱的方差d(m)和局部方差T，然后根据跳频信号的检测规则识别跳频信号：

其中λ为判决门限，T为局部方差，H₀表示检测结果为仅存在噪声，H₁表示检测结果存在跳频信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于时频谱矩阵局部方差的跳频信号检测方法，其特征在于，步骤S1中，所述的跳频信号模型为公式(1)

其中，T为总观测时间，0≤t≤T，K为观测时间内的总跳数，T_H为跳周期，a(t)为基带复包络，A_s为跳频信号的幅度，f_k和分别表示第k跳的载波频率和相位，

3.根据权利要求2所述的一种基于时频谱矩阵局部方差的跳频信号检测方法，其特征在于，步骤S1中，所述定频信号模型为公式(2)

其中，A_J、f_J和分别表示为定频信号的幅度、载波频率和相位。

4.根据权利要求3所述的一种基于时频谱矩阵局部方差的跳频信号检测方法，其特征在于，步骤S1中，通过以下方式确定所述的观测信号：

对于给定的连续信号x(t)，其短时傅里叶变换表示为公式(3)：

其中h(t)是窗函数，h^*(t)是它的共轭形式；

令仅存在噪声的假设为H₀，噪声中存在跳频信号和定频信号的假设为H₁，得到接收机截获的观测信号为公式(4)：

则观测信号的短时傅里叶变换表示为公式(5)：

5.根据权利要求4所述的一种基于时频谱矩阵局部方差的跳频信号检测方法，其特征在于，在步骤S2中，通过以下方式获取所述的短时傅里叶变换STFT_x(m,n)：

对观测信号x(t)进行采样，窗长为P，每次滑动一定的长度，计算得到其短时傅里叶变换STFT_x(m，n)；

通过以下方式计算所述的时频谱P_x(m,n)：

对观测信号的短时傅里叶变换进行取模值平方计算，即令时频谱为P_x(m，n)＝|STFT_x(m，n)|²，其中，频率维度m＝1，2，…，M，M＝P/2，时间维度n＝1，2，…，N。

6.根据权利要求5所述的一种基于时频谱矩阵局部方差的跳频信号检测方法，其特征在于，步骤S3中，通过以下公式(6)获得只与频率相关的平均功率谱

7.根据权利要求6所述的一种基于时频谱矩阵局部方差的跳频信号检测方法，其特征在于，步骤S4中，通过以下公式(7)得到时频对消谱P_sub1(m，n)：