基于時(shí)頻圖像形態(tài)學(xué)的雷達(dá)信號(hào)IF估計(jì)

白 航，李傳兵，李富軍，徐 文

（中國(guó)人民解放軍61906部隊(duì)，河北 廊坊065001）

0 引言

雷達(dá)信號(hào)是一種非平穩(wěn)信號(hào)，傳統(tǒng)的Fourier頻率不能對(duì)其進(jìn)行有效描述，瞬時(shí)頻率（IF）反映了信號(hào)頻率隨時(shí)間的變化規(guī)律，是表征非平穩(wěn)信號(hào)的重要參數(shù)。因此IF估計(jì)是分析和研究雷達(dá)信號(hào)的一項(xiàng)基本任務(wù)。時(shí)頻分析是目前IF 估計(jì)研究中較為普遍和有效的方法［1-7］，根據(jù)信號(hào)的時(shí)頻聚集特性，信號(hào)的能量在時(shí)頻面上將沿著IF的方向產(chǎn)生聚集，從而可以采用時(shí)頻分布峰值檢測(cè)法對(duì)信號(hào)進(jìn)行IF 估計(jì)［3-4］。在信噪比較高的情況下，時(shí)頻分布峰值法能準(zhǔn)確估計(jì)出的信號(hào)IF，但隨著信噪比的降低，時(shí)頻分布不能準(zhǔn)確地描述信號(hào)的能量分布，因而對(duì)于IF的估計(jì)性能也大大降低。文獻(xiàn)［5］提出了自適應(yīng)窗長(zhǎng)WVD（Wigner-Ville Distribution）峰值檢測(cè)法，在計(jì)算WVD 時(shí)選擇一個(gè)最優(yōu)窗長(zhǎng)使得IF 估計(jì)的均方根誤差最小。為了避免初始估計(jì)中出現(xiàn)大的偏差，一般采用較窄的窗長(zhǎng)，然而隨著信噪比的降低，較窄的數(shù)據(jù)窗長(zhǎng)會(huì)使得時(shí)頻分布的峰值不在信號(hào)自項(xiàng)區(qū)域的概率增大，從而導(dǎo)致IF估計(jì)出現(xiàn)較大的偏差。文獻(xiàn)［6］綜合利用Gabor變換WVD 的特點(diǎn)，提出一種自適應(yīng)時(shí)頻分布，然后采用時(shí)頻分布一階矩方法估計(jì)信號(hào)IF，該方法有效降低了運(yùn)算量，但在低信噪比條件下信號(hào)IF估計(jì)效果也不是很理想。

將圖像處理技術(shù)和信號(hào)處理相結(jié)合，為調(diào)頻信號(hào)IF估計(jì)提供了新的視角。針對(duì)較低信噪比條件下以及多分量信號(hào)的IF估計(jì)，本文首先對(duì)信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻變換，并將其轉(zhuǎn)化為灰度圖；……