[发明专利]基于小波变换估算脉冲到达时间的方法

说明书

本发明公开了一种基于小波变换估计雷达脉冲信号到达时间的方法，该方法采用三角小波对无任何信号参数先验信息的待分析雷达脉冲信号进行小波变换，以实现到达时间的估计。算法为：1)对接收到的脉冲信号进行相关检测，获取信号的到达时间粗估值及结束时间粗估值；2)利用m‑rife算法对信号的载频进行估计，得到估计值；3)利用载频估计值对信号进行变频得到基带信号，对基带信号做三角小波变换，求取模值；4)所得模值中的第一个模极大值点对应的位置l₀，第二个模极大值点对应的位置l₁，即作为信号结束时间的精确估计值。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理技术领域，具体涉及到一种基于小波变换估算脉冲到达时间的方法。

背景技术

对接收到的雷达信号进行脉冲到达时间估计是雷达侦察系统中的重要课题。目前对到达时间的估计主要有两种方式：其中一种的信号参数包含完整或部分先验信息；另一种的信号参数无任何先验信息。

小波变换(wavelet transform，WT)是一种新的变换分析方法，它继承和发展了短时傅立叶变换局部化的思想，同时又克服了窗口大小不随频率变化等缺点，能够提供一个随频率改变的“时间-频率”窗口，是进行信号时频分析和处理的理想工具。它的主要特点是通过变换能够充分突出问题某些方面的特征，能对时间(空间)频率的局部化分析，通过伸缩平移运算对信号(函数)逐步进行多尺度细化，最终达到高频处时间细分，低频处频率细分，能自动适应时频信号分析的要求，从而可聚焦到信号的任意细节，解决了Fourier变换的困难问题。同样的小波变换也检测信号的奇异点。

在小波变换的工程应用中，对小波尺度的合理选择是一个较难的问题。若选择的小波尺度过小，则不能良好的抑制噪声，但随着小波尺度的逐渐增大，由于输入SNR增大，将会对噪声起着良好抑制作用。由文献可知，当哈尔小波选择的尺度大于其2倍脉宽时，由于噪声的随机性，将会对极值点进行误判。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于小波变换估算脉冲到达时间的方法。

为达上述目的，本发明的一个实施例中提供了基于小波变换估算脉冲到达时间的方法，包括构建信号发射和信号接收的基本模型以及对接收到的信号进行小波变换估算的过程；

其中，信号发送的模型构建为：

s(t)＝a(t)exp[j(2πf₀t+θ)],0≤t≤T_s

式中T_s是表脉冲宽度，f₀是载波频率，θ是信号初相，a(t)为包络函数，定义a(t)为:

a(t)＝A[ε(t)-ε(t-T_s)]

式中ε(t)为单位阶跃函数，A代表信号幅度值；

其中，接收信号的模型构建为：

由上式可知，信号到达点为脉宽为观测点数为此处定义参数A、f₀、τ均未知。

所述小波变换估算的过程包括：

1)对接收到的脉冲信号进行相关检测，获取信号的到达时间粗估值及结束时间粗估值其算法为：

2)在区间内，利用m-rife算法对信号的载频进行估计，得到估计值的算法为：

3)利用step2中的载频估计值对信号进行变频，并选择恰当尺度，对基带信号做小波变换，求取模值|WT_s′(a,n)|；

当n<n₀时，取模值的算法为：