[发明专利]一种基于DFT的脉冲频域特征提取方法

说明书

本发明提供一种基于DFT的脉冲频域特征提取方法，包括如下步骤：步骤1，对于给定的脉冲进行粗分辨率的DFT变换得到功率频谱，并在功率频谱上求得粗略中心频率，并定义带宽；步骤2，基于步骤1求得的粗略中心频率，选择DFT变换需要的中心频率、分辨率和频率范围；步骤3，对于给定的脉冲，利用定义的带宽以及步骤2选择的中心频率、分辨率和频率范围进行DFT运算，得到需要的脉冲频域特征。本发明利用DFT可以在频域不受时长变化、能够改善信噪比等特性，解决提取脉冲频域特征时容易测不准，同时规避FFT变换在采样率、脉冲宽度等不同时容易引入加窗效应和频域对准等问题；并且还能够减小运算量和存储空间。

技术领域

本发明涉及脉冲特征提取技术领域，具体而言，涉及一种基于DFT(离散傅立叶变换)的脉冲频域特征提取方法。

背景技术

脉冲信号的很多特征都体现在脉冲的调制域，对辐射源的识别有着特殊意义，在信号检测、参数估计、目标分类等领域备受关注。

脉冲包含了丰富的非线性特征，如脉冲宽度、上升下降沿、过冲、拐点等信息。这些特征很难精确的估计，并会随着脉冲不同的信噪比、幅度、宽度等变化，同时，实际应用时信号检测、采样率不同还导致获得的信号的数字采样长短不一。而通常参数估计、目标分类时，期望信号特征尽可能不随这些动态因素变化，因此将信号从时域变换到频域进行各种处理是较好的选择。

基于快速傅里叶变换(FFT)将从时域信号映射到频域，虽然可通过增加插值、补零等方式调整FFT点数来控制频域分辨率，但这些方法都会带来信号畸变或窗效应，对信号特征精度要求较高的场合难以适用；对脉冲特征提取来说，同时减小了信号特征时域和频域对齐、归一化等环节带来的影响。

发明内容

本发明旨在提供一种基于DFT的脉冲频域特征提取方法，以解决上述的技术问题。

本发明提供的一种基于DFT的脉冲频域特征提取方法，包括如下步骤：

步骤1，对于给定的脉冲进行粗分辨率的DFT变换得到功率频谱，并在功率频谱上求得粗略中心频率，并定义带宽；

步骤2，基于步骤1求得的粗略中心频率，选择DFT变换需要的中心频率、分辨率和频率范围；

步骤3，对于给定的脉冲，利用定义的带宽以及步骤2选择的中心频率、分辨率和频率范围进行DFT运算，得到需要的脉冲频域特征。

进一步的，步骤1中对于给定的脉冲进行粗分辨率的全频域DFT变换得到功率频谱的方法为：对于给定的脉冲x进行粗分辨率的DFT变换到采样率对应的整个频域混叠周期，从而获得脉冲x的频域特征X(ω)；然后计算频域特征X(ω)的功率频谱。

进一步的，步骤1中在功率频谱上求得粗略中心频率的方法为：通过计算功率频谱的质心得到粗略中心频率。

进一步的，步骤1中的带宽直接定义为3dB带宽。

进一步的，步骤3中对进行DFT运算前，需要对给定的脉冲进行归一化。

进一步的，所述对给定的脉冲进行归一化的方法包括峰值归一化或时域包络归一化。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明利用DFT可以在频域不受时长变化、能够改善信噪比等特性，解决提取脉冲频域特征时容易测不准，同时规避FFT变换在采样率、脉冲宽度等不同时容易引入加窗效应和频域对准等问题。

2、本发明先利用粗分辨率的DFT估计脉冲的参数，大大节省了运算量，并且能够做到分辨率可调，实际应用时更加灵活。

3、本发明第二次DFT变换更加有针对性，只对有脉冲信号的范围内的频率做运算，减小存储空间开销和运算资源开销，且能够降低实际应用时各种因素带来的时频域归一化问题，降低脉冲外的噪声等影像脉冲频域特征的准确性。