基于EMD的無線電多普勒信號的檢測算法研究.pdf

1、無線電波的多普勒效應(yīng)是由于相對運動導(dǎo)致無線電發(fā)射信號頻率與接收信號頻率之間存在偏差的現(xiàn)象。多普勒信號攜帶了目標(biāo)信息，識別多普勒信號是獲取目標(biāo)信息的重要途徑。但是，多普勒信號是典型的非平穩(wěn)信號，準(zhǔn)確的識別和提取多普勒信號是實現(xiàn)對目標(biāo)探測的關(guān)鍵。經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解(EMD)能夠自適應(yīng)地處理非平穩(wěn)信號，本文將EMD用于對多普勒信號的識別和提取。
　　首先分析了無線電多普勒信號的特點。在遠場區(qū)可以用點目標(biāo)模型來描述多普勒回波信號，而在近場區(qū)則需

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

3、產(chǎn)生的混疊，進而實現(xiàn)了用均勻B樣條來描述非均勻B樣條插值。
　　針對近場區(qū)多普勒信號的識別問題，提出了一種基于短時傅里葉變換(STFT)和EMD相結(jié)合的多普勒信號識別算法。該算法用STFT和EMD將回波信號分解成若干個窄帶子信號，進而實現(xiàn)對多普勒信號瞬時頻率的估計。通過對實測多普勒回波信號的測試與分析，并與EMD算法進行了對比，表明該算法能夠?qū)㈩l率成分相近的多普勒回波信號分解成若干個窄帶的子信號，能夠更加準(zhǔn)確的估計多普勒信號的瞬時