[发明专利]一种基于快速频谱模板匹配的目标信号宽带检测方法

权利要求书

1.基于快速频谱模板匹配的目标信号宽带检测方法，其特征在于包括步骤：

①监控计算机根据输入的目标信号类型控制信号自动检测服务器中的信号频谱模板库构建模块读取目标信号的已知标准样本，对该标准样本进行离散傅里叶变换得到标准样本的频谱，频率分辨率为W，对标准样本的频谱进行求模运算得到标准样本的幅度谱，截取标准样本幅度谱中信号频率范围内的所有离散谱线作为信号幅度谱模板X，模板长度为K，将目标信号幅度谱模板存储在信号幅度谱模板库中；

②宽带数字接收机接收天线输入的信号，并对其进行宽带数字采样处理，宽带数字接收机通过网络交换机将采样得到的宽带采样数据发送至信号自动检测服务器中的信号频谱计算模块；

③信号频谱计算模块应用离散傅里叶变换计算宽带采样数据的频谱，频率分辨率为W，并对该频谱进行求模运算得到宽带采样数据的幅度谱R，幅度谱点数为L；

④信号自动检测服务器中的频谱模板选择模块读取信号幅度谱模板库中目标信号幅度谱模板，对目标信号幅度谱模板与宽带采样数据的幅度谱进行相关匹配计算，得到目标信号幅度谱模板与宽带采样数据的幅度谱的相关值向量C，相关值向量的长度为L-K+1；

⑤信号自动检测服务器中的相关值判别模块根据设定的检测门限T，在④中获得的相关值向量中搜索大于门限T的元素，并记录该元素在相关向量中的位置，将记录的位置存储在位置向量P中，将相应的相关值存储在向量V中；

⑥相关值判别模块读取向量P，检查向量P中相邻的元素，如果相邻元素的差值小于K，设两相邻元素的序号为A1和A2，则比较向量V中序号为A1和A2数值的大小，将数值较小的元素从V和P中删除；最后如果P中元素个数为0，则输出显示检测结果为：输入宽带采样数据中没有目标信号；如果P中元素数目大于0，则输出结果为：输入宽带采样数据中存在目标信号S，存在的目标信号数目为向量P的元素数目，信号所在的频率位置为P中元素的相应数值。

2.根据权利要求1所述的基于快速频谱模板匹配的目标信号宽带检测方法，其特征在于：第④步中的目标信号幅度谱模板与宽带采样数据的幅度谱的相关匹配值向量C的计算方法为：

其中，C_l为相关匹配值向量C中第l个元素；l取遍从1到L的所有值，分别计算C_l，即可得到C中所有元素的值；

式(1)中分子A_l的计算方法分为六个步骤：

a)对幅度谱R进行L点的快速傅里叶变换，得到向量Q，其元素个数为L个；

b)对幅度谱模板向量X进行去均值和归一化操作得到向量中第k个元素的计算方法为：

其中X_k为向量X中的第k个元素；

c)对进行补零，补零后得到新向量向量中元素的数目为L个，的前K个元素与的K个元素完全一致，后边的L-K个元素为0；

d)对进行L点的快速傅里叶变换，得到向量W，其元素个数为L个；

e)将向量W和向量Q中的元素对应相乘得到新向量G，然后对G求L点的快速傅里叶逆变换得到新向量Y，其元素个数为L个；

f)取向量Y中的第l个元素赋值给A_l，即A_l＝Y_l；

式(1)中分母B_l的计算方法为：

a)当l＝1时，其中R_k为向量R中的第k个元素

b)当l＞1时，其中R_l-1+K为向量R中的第l-1+K个元素，R_l-1为R中的l-1个元素。