基于EMD的無線電多普勒信號(hào)的檢測(cè)算法研究.pdf

1、無線電波的多普勒效應(yīng)是由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致無線電發(fā)射信號(hào)頻率與接收信號(hào)頻率之間存在偏差的現(xiàn)象。多普勒信號(hào)攜帶了目標(biāo)信息，識(shí)別多普勒信號(hào)是獲取目標(biāo)信息的重要途徑。但是，多普勒信號(hào)是典型的非平穩(wěn)信號(hào)，準(zhǔn)確的識(shí)別和提取多普勒信號(hào)是實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)探測(cè)的關(guān)鍵。經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EMD)能夠自適應(yīng)地處理非平穩(wěn)信號(hào)，本文將EMD用于對(duì)多普勒信號(hào)的識(shí)別和提取。
　　首先分析了無線電多普勒信號(hào)的特點(diǎn)。在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)可以用點(diǎn)目標(biāo)模型來描述多普勒回波信號(hào)，而在近場(chǎng)區(qū)則需

2、要用多點(diǎn)目標(biāo)散射模型來描述。在近場(chǎng)區(qū)，受體目標(biāo)效應(yīng)的影響，回波信號(hào)不僅瞬時(shí)幅值起伏較大，而且存在多個(gè)多普勒成分，致使回波信號(hào)呈現(xiàn)一定的帶寬。這為識(shí)別多普勒信號(hào)及其瞬時(shí)頻率的估計(jì)帶來一定的挑戰(zhàn)。
　　對(duì)EMD算法的關(guān)鍵步驟——樣條插值過程進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)了一個(gè)B樣條濾波器組來描述非均勻B樣條插值過程。分析了信號(hào)的非均勻B樣條插值，而這些信號(hào)可以抽取成若干均勻子序列，用均勻B樣條來實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的重建。通過使用多級(jí)濾波器組來消除抽取過程中

3、產(chǎn)生的混疊，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了用均勻B樣條來描述非均勻B樣條插值。
　　針對(duì)近場(chǎng)區(qū)多普勒信號(hào)的識(shí)別問題，提出了一種基于短時(shí)傅里葉變換(STFT)和EMD相結(jié)合的多普勒信號(hào)識(shí)別算法。該算法用STFT和EMD將回波信號(hào)分解成若干個(gè)窄帶子信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)多普勒信號(hào)瞬時(shí)頻率的估計(jì)。通過對(duì)實(shí)測(cè)多普勒回波信號(hào)的測(cè)試與分析，并與EMD算法進(jìn)行了對(duì)比，表明該算法能夠?qū)㈩l率成分相近的多普勒回波信號(hào)分解成若干個(gè)窄帶的子信號(hào)，能夠更加準(zhǔn)確的估計(jì)多普勒信號(hào)的瞬時(shí)