[发明专利]一种基于伪时域的小波变换算法对微弱回波信号进行检测的方法

说明书

本发明公开了一种基于伪时域的小波变换算法对微弱回波信号进行检测的方法，步骤1：将参考信号的频域信号视为“伪时域”信号，并确定合适的小波基、分解层数；步骤2：对多组背景噪声进行相同的小波分解；步骤3：根据参考信号和背景噪声的阈值，确定加噪信号的去噪阈值和判定阈值；步骤4：接收机对接收到的信号进行频域滤波处理；步骤5：对滤波后的加噪信号进行小波分解，根据去噪阈值进行去噪，并重构为去噪后的信号；步骤6：对重构后的信号进行滤波，并判定是否包含信号。本发明利用频域滤波提高信噪比，用小波变换对频域信号进行去噪，进一步提高信噪比，明显提高加噪信号的去噪效果，提高检测微弱信号的检测正确率。

技术领域

本发明涉及微弱信号检测技术领域，具体涉及一种基于伪时域的小波变换算法对微弱回波信号进行检测的方法。

背景技术

在雷达等领域的信号检测中，不可避免的会有噪声存在，背景噪声比较强。当强噪声很多的时候，信号会完全被淹没在噪声中，难以检测和提取，信噪比往往低于-10dB。因此，通常将信噪比低于-10dB的信号称为弱信号。微弱回波信号的检测，就是通过滤波、去噪等手段提高信噪比，检测加噪信号中是否包含有信号。

由于小型无人机、卫星等小型平台上搭载的雷达受限于平台的总功率，发射功率相对较低，探测环境中各种噪声比较强，导致接收信号的信噪比非常低。而且平台的可承载运算能力等也有限制，接收机获取的数据时域数据量很庞大，在线计算会增加雷达的负担。因此，为了减少数据量，在接收端将时域数据转换成频域数据，从而对小型载具平台上雷达的弱信号检测和提取带来了更大的困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于伪时域的小波变换算法对微弱回波信号进行检测的方法，以解决小型无人机、卫星等小型平台上搭载的小功率雷达的微弱回波信号难以检测的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于伪时域的小波变换算法对微弱回波信号进行检测的方法，对加噪信号的处理过程分为两部分：

第一部分是对背景噪声和参考信号进行分析，包括以下步骤：

步骤1：将参考信号的频域信号视为“伪时域”信号，并确定合适的小波基、分解层数；

步骤2：对多组背景噪声进行相同的小波分解；

步骤3：根据参考信号和背景噪声的阈值，确定加噪信号的去噪阈值和判定阈值；

第二部分是对加噪信号进行分析，包括以下步骤：

步骤4：接收机对接收到的信号进行频域滤波处理；

步骤5：对滤波后的加噪信号进行小波分解，根据去噪阈值进行去噪，并重构为去噪后的信号；

步骤6：对重构后的信号进行滤波，并判定是否包含信号。

进一步地，在第一部分中，参考信号是发射信号的频域信号，发射信号由发射机预设好，设信号的时域表达式为s(t)，长度为N，频率为f_s；背景噪声是接收噪声的频域信号，接收噪声的时域信号是在发射机关闭时，接收机接收到的噪声，设噪声的时域表达式为n(t)，长度为N。

进一步地，在第二部分中，输入的加噪信号是接收信号的频域信号，接收信号的时域信号是在发射机打开时，接收机接收到的回波信号，设加噪信号的时域表达式为x(t)＝s(t)+n(t)，长度为N。

进一步地，加噪信号的信噪比设置为SNR＝-24dB，在单频正弦信号中加入零均值高斯白噪声，采样频率为Fs＝1000Hz，采样点数N＝4096；加噪信号的频域信号经过频域滤波的公式为

其中，频率滤波器的频带宽度为2f_B。