一种控制频谱主副瓣特性的加窗方法技术

本发明专利技术提供一种控制频谱主副瓣特性的加窗方法，通过设定不同的窗函数和赋形向量，再计算频域Wf与目标频域Wfm差值的2‑范数的最小值，获取对应的所需窗函数；则所需窗函数对待分析信号进行加窗时，能够灵活控制截断信号的主副瓣特性，如控制主瓣展宽及主瓣增益损失、压低部分区域的副瓣，能够改善遮蔽效应，增强弱目标的检测能力，通用性强，实用性高，灵活性好。

A Windowing Method for Controlling the Main and Side Lobe Characteristics of Spectrum

The invention provides a windowing method for controlling the characteristics of main and side lobes of spectrum. By setting different windowing functions and shape vectors, and calculating the minimum value of 2_norm of the difference between Wf in frequency domain and Wfm in target frequency domain, the corresponding required windowing function can be obtained, and when the required windowing function is windowed to the analysis signal, the truncated signal can be flexibly controlled. The main and side lobes characteristics of No. 18, such as controlling the main lobe broadening, loss of main lobe gain, and reducing the side lobes in some areas, can improve the occlusion effect, enhance the detection ability of weak targets, have strong versatility, high practicability and good flexibility.

【技术实现步骤摘要】
一种控制频谱主副瓣特性的加窗方法
本专利技术属于数字信号处理领域，尤其涉及一种控制频谱主副瓣特性的加窗方法。
技术介绍
加窗，这个具有近百年历史的通用技术，几乎在所有基于频谱分析的信号处理领域都有所应用。如在基于傅里叶变换的频谱分析中，加特定的窗函数可以改善无限长序列由于被截断而在频域产生的频谱泄露问题；在雷达信号处理领域，对雷达回波信号，如线性调频信号回波的处理，通常都要在匹配滤波的最后一步加窗，从而改善脉冲压缩的输出特性，使各散射点之前由于副瓣遮蔽效应造成的影响降低。除此之外，在波束形成、数字滤波器设计等相关领域，窗函数都有所应用。由此可见，设计具有良好主副瓣特性的窗函数是十分必要的。矩形(Rectangle)窗是默认的，也是最简单的窗函数。但由于其时域的不连续性，其幅频特性具有较高的副瓣，即存在较大的频谱泄露。由于具有如狄拉克(Dirac)函数一般的具有理想频谱特性的窗函数在实际中并不存在，所以很多学者从各个角度提出了较优的窗函数设计。一类常用的加窗函数是具有固定形状和表达式的窗，窗长是其唯一的参数。例如三角(Triangle)窗，汉明(Hamming)窗，汉宁(Hanning本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制频谱主副瓣特性的加窗方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据设定初始窗函数w0的频域Wf0与设定的赋形向量m的乘积，获取目标频域Wfm；S2：设期望窗函数w的频域为Wf，获取频域Wf与目标频域Wfm差值的2‑范数取最小值时对应的期望窗函数w，所述对应的期望窗函数w为待定窗函数；S3：判断所述待定窗函数是否满足设定条件：如果满足，所述待定窗函数为所需窗函数，并执行步骤S4；否则将所述待定窗函数取代设定初始窗函数w0后，重新执行步骤S1和S2，直到所述待定窗函数满足设定条件，获取所需窗函数；S4：将所需窗函数截断待分析信号，从而实现加窗，进而改变待分析信号频谱的主副瓣特性。

【技术特征摘要】
1.一种控制频谱主副瓣特性的加窗方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据设定初始窗函数w0的频域Wf0与设定的赋形向量m的乘积，获取目标频域Wfm；S2：设期望窗函数w的频域为Wf，获取频域Wf与目标频域Wfm差值的2-范数取最小值时对应的期望窗函数w，所述对应的期望窗函数w为待定窗函数；S3：判断所述待定窗函数是否满足设定条件：如果满足，所述待定窗函数为所需窗函数，并执行步骤S4；否则将所述待定窗函数取代设定初始窗函数w0后，重新执行步骤S1和S2，直到所述待定窗函数满足设定条件，获取所需窗函数；S4：将所需窗函数截断待分析信号，从而实现加窗，进而改变待分析信号频谱的主副瓣特性。2.如权利要求1所述的一种控制频谱主副瓣特性的加窗方法，其特征在于，所述设定条件为以下其中一个：迭代次数不小于最大迭代次数Lmax；与上一次迭代中待定窗函数的感兴趣区域的副瓣深度差值不超过设定阈值ε0；待定窗函数的感兴趣区域的副瓣深度不大于设定阈值ε1；待定窗函数的3dB主瓣宽度不小于设定阈值ε2以及待定窗函数的主瓣增益损失不小于设定阈值ε3。3.如权利要求1所述的一种控制频谱主副瓣特性的加窗方法，其特征在于，所述设定初始窗函数w0为：其中，N为设定初始窗函数w0的有效长度，M为补零后窗函数的长度，[·]T表示向量的转置。4.如权利要求3所述的一种控制频谱主副瓣特性的加窗方法，其特征在于，获取频域Wf与目标频域Wfm差值的2-范数取最小值...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘泉华，孙颖豪，蔡津剑，龙腾，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11