基于弹道靶实验平台的等离子体尾迹散射信号的提取方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109633735A(43)申请公布日2019.04.16(21)申请号201910048098.0(22)申请日2019.01.18(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新区（西区）西源大道2006号(72)发明人田径蒋碧瀟雷世文胡皓全唐璞陈波何子远杨伟冯梅杨显清潘春洋(74)专利代理机构电子科技大学专利中心51203代理人周刘英(51)Int.Cl.G01T5/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称基于弹道靶实验平台的等离子体尾迹散射信号的提取方法(57)摘要本发明公开了一种基于弹道靶实验平台的等离子体尾迹散射信号的提取方法。本发明基于小波阈值降噪方法，通过带内噪声的抑制，提取尾迹散射信号，从而可以很好地克服滤波方法的劣势，得到较为纯净的尾迹散射信号。本发明首先对尾迹散射信号进行非抽取离散小波变换处理，并将得到的各阶细节系数在时域上分为多个部分，然后分别计算每个部分的部分和比LSR，再基于各部分的LSR将其分为两类：噪声和信号部分；然后分别对噪声和信号部分的细节系数的时域值设置降噪阈值，再基于降噪阈值进行降噪处理，得到各阶降噪后的细节系数的时域值；最后再进行非抽取离散小波逆变换处理，得到提取信号。所提取的信号波形完整且平滑，符合多普勒信号的形式。CN109633735ACN109633735A权利要求书1/1页1.基于弹道靶实验平台的等离子体尾迹散射信号的提取方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤S1：基于预设的阶数J，对基于弹道靶实验平台获取的尾迹散射信号作J阶UDWT，得到J阶细节系数序列和近似系数序列，其中每阶细节系数序列的长度定义为N；步骤S2：分别对每阶细节系数序列进行阈值降噪处理：步骤S201：将每阶细节系数序列均分为K个子序列，每个子序列的长度用定义为L；步骤S202：根据公式计算每个子序列的部分和比LSRj,k；其中，Di,j表示第j阶第i个采样点的细节系数，k＝1,2,...,K；并与预定的判定阈值Tr作比较，若第k个子序列的部分和比LSRj,k大于或等于阈值Tr，则当前子序列为信号子序列；否则为噪声子序列；步骤S203：计算每个细节系数的降噪阈值：若当前细节系数Di,j属于噪声子序列，则对应的降噪阈值λi,j为细节系数Di,j所在的子序列中的细节系数的绝对值中的最大者；若当前细节系数Di,j属于信号子序列，则对应的降噪阈值λi,j为第j阶的所有噪声子序列中的细节系数的绝对值的中值；步骤S204：对细节系数进行阈值降噪处理，得到噪声抑制后的细节系数从而得到每阶噪声抑制后的细节系数序列，其中步骤S3：基于J阶UDWT得到的J阶近似系数序列，以及J阶噪声抑制后的细节系数序列作逆UDWT，得到提取的散射信号。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，K的优选取值范围为：0.0001N～0.1N。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，阶数J的取值范围为3～12。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，阈值Tr取值范围在1～2之间。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当尾迹散射信号的信噪比不低于预设值时，取Tr＝LSRref；当尾迹散射信号信噪比小于预设值时，阈值Tr的取值比LSRref大；其中每一阶细节系数的均值LSRref＝L/N。2CN109633735A说明书1/5页基于弹道靶实验平台的等离子体尾迹散射信号的提取方法技术领域[0001]本发明属于信号提取处理技术领域，具体涉及尾迹散射信号的提取方法。背景技术[0002]当目标以超高速运动时(比如航天器再入地球大气)，会与空气产生剧烈的相互作用，从而在其尾部产生等离子体尾迹。为了在实验室环境下模拟这种运动，采用弹道靶平台进行实验。雷达是弹道靶实验中常用的测量设备。但是由于雷达发射功率有限，噪声性能较差，发射的超高速目标产生的尾迹散射很弱，使得尾迹的散射信号信噪比较低，不能正确反映其对电磁波的作用。[0003]目前，现有的弹道靶实验中少有关于尾迹信号提取的工作。一般对实验信号的降噪方法是滤波。因为实验中测得的散射信号具有多普勒频移，通过测速仪等测试数据估算弹头及尾迹的速度可以确定各自的多普勒频率，从而在频域上使用带通滤波器获得对应的信号。采用这种方法可以滤除大部分的带外噪声，但是对于通带内的噪声没有抑制。对于超高速弹头来说，其散射较强，因此散射信号信噪比较高，滤波后其带内噪声对后续的处理影响较小。但是尾迹散射信号信噪比很低，带内噪声对信号的干扰较强，因此滤波方法不适用于尾迹散射信号的提取。[0004]因此有必要提出一种能获取到较为纯净的尾迹散射信号的提取新方法。发明内容[0005]本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，基于小波阈值