[发明专利]一种基于时频谱能量分布与奇异值分解的海杂波抑制方法

权利要求书

1.一种基于时频谱能量分布与奇异值分解的海杂波抑制方法，其特征在于，包括：

A、对包含杂波的回波信号进行短时傅里叶变换，得到所述回波信号的时频谱，并计算时频谱的每一时频点的瞬时能量；

B、等分时频谱的频率区间，针对时频谱的每个时间点，计算该时间点下的每个频率子区间占总频率区间的能量占比；

C、针对时频谱的每个时间点，选取该时间点下能量占比最大的频率子区间的幅度均值作为滤波阈值，并用该滤波阈值对该时间点下的时频点进行滤波，得到滤波后的时频谱；

D、对滤波后的时频谱进行逆短时傅里叶变换，并对变换得到的回波信号矩阵进行奇异值分解，得到奇异值分解结果；

E、从所述奇异值分解结果中选取若干杂波子空间的奇异值构成表征杂波的奇异值集合，并基于所述奇异值集合构建与杂波子空间正交的信号子空间矩阵；

F、将所述回波信号矩阵投影到所述信号子空间矩阵中，得到抑制杂波后的回波信号。

2.根据权利要求1所述的基于时频谱能量分布与奇异值分解的海杂波抑制方法，其特征在于，还包括：

在步骤C之后以及步骤D之前，判断滤波后的时频谱中是否仍存在杂波干扰；若仍存在杂波干扰，将滤波后的时频谱作为步骤B的输入，重复执行步骤B~C；若不存在杂波干扰，继续执行步骤D。

3.根据权利要求1所述的基于时频谱能量分布与奇异值分解的海杂波抑制方法，其特征在于，所述从所述奇异值分解结果中选取若干杂波子空间的奇异值构成表征杂波的奇异值集合，包括：

利用基于K-均值聚类的杂波基选取方法，从所述奇异值分解结果中选取若干杂波子空间的奇异值构成表征杂波的奇异值集合。

4.根据权利要求1所述的基于时频谱能量分布与奇异值分解的海杂波抑制方法，其特征在于，所述从所述奇异值分解结果中选取若干杂波子空间的奇异值构成表征杂波的奇异值集合，包括：

利用求差分谱的方法，从所述奇异值分解结果中选取若干杂波子空间的奇异值构成表征杂波的奇异值集合。

5.根据权利要求1所述的基于时频谱能量分布与奇异值分解的海杂波抑制方法，其特征在于，基于所述奇异值集合构建与杂波子空间正交的信号子空间矩阵，包括：

基于所述奇异值集合，计算表征杂波子空间的奇异向量矢量积，计算公式为；

根据所述奇异向量矢量积利用最小二乘法构建与杂波子空间正交的信号子空间矩阵，计算公式为；

其中，表示所述奇异值集合，为所述奇异值分解结果中对应里的第个奇异值的左奇异向量，为所述奇异值分解结果中对应里的第个奇异值的右奇异向量，上标表示矩阵的共轭转置，表示所述奇异向量矢量积，为单位矩阵，表示信号子空间矩阵。

6.根据权利要求1所述的基于时频谱能量分布与奇异值分解的海杂波抑制方法，其特征在于，应用于雷达。

7.一种基于时频谱能量分布与奇异值分解的海杂波抑制装置，其特征在于，包括：

第一计算模块，用于对包含杂波的回波信号进行短时傅里叶变换，得到所述回波信号的时频谱，并计算时频谱的每一时频点的瞬时能量；

第二计算模块，用于等分时频谱的频率区间，针对时频谱的每个时间点，计算该时间点下的每个频率子区间占总频率区间的能量占比；

滤波模块，用于针对时频谱的每个时间点，选取该时间点下能量占比最大的频率子区间的幅度均值作为滤波阈值，并用该滤波阈值对该时间点下的时频点进行滤波，得到滤波后的时频谱；

第三计算模块，用于对滤波后的时频谱进行逆短时傅里叶变换，并对变换得到的回波信号矩阵进行奇异值分解，得到奇异值分解结果；

构建模块，用于从所述奇异值分解结果中选取若干杂波子空间的奇异值构成表征杂波的奇异值集合，并基于所述奇异值集合构建与杂波子空间正交的信号子空间矩阵；

矩阵投影模块，用于将所述回波信号矩阵投影到所述信号子空间矩阵中，得到抑制杂波后的回波信号。