[发明专利]基于VMD算法的电子侦察信号预处理方法

权利要求书

1.一种基于变分模态分解VMD算法的电子侦察信号预处理方法，其特征在于，通过变分模态分解VMD算法，得到三个频域信号参数的更新公式，利用三个参数更新公式更新电子侦察信号；该方法的步骤包括如下：

(1)获取频域信号：

将实时接收的电子侦察脉冲信号，通过模拟数字转换器转换模拟信号为数字信号，将数字信号经过离散傅里叶变换转换为频域信号；

(2)利用中心频率计算公式，计算电子侦察脉冲信号中每个信道的中心频率值；

(3)通过变分模态分解VMD算法，得到三个频域信号参数的更新公式：

(3a)利用下述的带宽计算公式，得到由信道中心频率值和脉冲信号决定的信道带宽的最小值，其中每个信道的脉冲信号总和为接收到的频域信号：

其中，B_k表示第k个电子侦察雷达信道的带宽，k＝1,...,K，表示带宽的最小值由u_k和ω_k决定，u_k表示第k个电子侦察雷达信道的脉冲信号，ω_k表示第k个雷达信道的中心频率，α表示电子侦察信号的噪声方差，|| ||₂表示二范数操作，j表示虚数单位符号，ω表示待处理的电子侦察脉冲信号角频率，st.表示约束信道带宽最小值的条件，f表示待处理的频域信号，∑表示求和操作；

(3b)利用下述的等价变换公式，得到带拉格朗日乘子的带宽计算公式：

其中，表示积分操作，+∞表示正无穷大符号，| |表示取模操作符号，λ表示拉格朗日乘子；

(3c)分别对带拉格朗日乘子的带宽计算公式中的信号脉冲、信道中心频率和拉格朗日乘子求偏导，并且令三个偏导数等于零，得到信号脉冲、中心频率和拉格朗日乘子三个参数的更新公式；

(4)利用电子侦察信号脉冲更新公式，更新当前每个电子侦察信道的脉冲信号；

(5)利用电子侦察信道中心频率更新公式，更新当前每个电子侦察信道信道的中心频率；

(6)判断是否更新完所有信道的电子侦察信道脉冲信号，若是，则执行步骤(7)；否则，执行步骤(4)；

(7)利用拉格朗日乘子更新公式，更新当前的拉格朗日乘子；

(8)判断更新后的每个信道的电子侦察脉冲信号是否满足收敛条件，若是，则执行步骤(9)；否则，用更新后的电子侦察脉冲信号替换当前的电子侦察脉冲信号后执行步骤(4)；

(9)输出预处理后的电子侦察脉冲信号。

2.根据权利要求1所述的基于变分模态分解VMD算法的电子侦察信号预处理方法，其特征在于，步骤(2)中所述的中心频率计算公式如下：

其中，K表示根据电子侦察脉冲信号预处理所需的信道总数，ω₀表示接收机的采样频率。

3.根据权利要求2所述的基于变分模态分解VMD算法的电子侦察信号预处理方法，其特征在于，步骤(4)中所述的电子侦察信号脉冲更新公式如下：

其中，u'_k表示更新后的第k个电子侦察信道的脉冲频域信号，f表示待处理的频域信号，∑表示求和操作，u′_i表示更新后的第i个电子侦察信道的脉冲频域信号，i＝1,...,K，u_i表示当前的第i个电子侦察信道的脉冲频域信号，该脉冲信号初值大小设定为0，该乘子初值大小定为0，ω表示待处理的脉冲频域信号角频率。

4.根据权利要求3所述的基于变分模态分解VMD算法的电子侦察信号预处理方法，其特征在于，步骤(5)中所述的电子侦察信道中心频率更新公式如下：

其中，ω'_k表示更新后的信道中心频率。

5.根据权利要求3所述的基于变分模态分解VMD算法的电子侦察信号预处理方法，其特征在于，步骤(7)中所述的拉格朗日乘子更新公式如下：

其中，λ'表示更新后的拉格朗日乘子，τ表示收缩因子，控制收敛速度。

6.根据权利要求3所述的基于变分模态分解VMD算法的电子侦察信号预处理方法，其特征在于，步骤(8)中所述的收敛条件如下：

其中，ε表示收敛判断因子，u_k表示当前的电子侦察脉冲信号。