[发明专利]一种区域电磁环境的动态特性表征方法

摘要

本发明公开了一种区域电磁环境的动态特性表征方法，用于解决现有区域电磁环境的动态特性表征方法实用性差的技术问题。技术方案是：首先，基于信号基础理论对区域接收点处电磁信号集合的进行建模；其次，利用数学形态学滤波原理对接收的电磁信号集合进行交替滤波，滤除电磁信号中的脉冲噪声和白噪声；最后，运用分形理论求解电磁环境接收点集合的关联维数。对区域电磁环境动态性量化表征。本发明根据区域电磁信号表示和数学形态学理论，不仅对区域L个接收点N个辐射源产生的电磁信号进行了建模，并且滤除了环境中突发噪声，实现了对接收信号的动态性表征。

主权项

一种区域电磁环境的动态特性表征方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、将N个辐射源在某空间区域形成的电磁信号环境表示为L个点处电磁信号的集合：{E₁(t)，E₂(t)，…，E_L(t)}           (1)其中，E_i为接收点i处合成电磁信号，式中，A_i(t)为电场的幅值，f_i(t)为频率，为相位，为场强方向或极化方向，F_i为辐射天线方向图，H_ij为辐射源i的j径信号的传递函数，∑表示传输信号多径合成，△f_i(t)为辐射源i相对接收点运动速度为v_i(t)时产生的频移；步骤二、基于数学形态学的电磁环境信号处理；通过形态学混合开、闭运算交替滤波，滤除电磁信号中的脉冲噪声和白噪声；具体公式如下：开运算：(E_iоg)(n)＝E_iΘg⊕g        (3)闭运算：(E_i·g)(n)＝E_i⊕gΘg        (4)式中，E_i(t)是接收点一维离散电磁信号，取值范围为E_i(t)＝{0,1,2,…,N‑1}；g(m)是结构元素，取值范围为G＝{0,1,2,…,M‑1}；⊕表示膨胀算子，表示为Θ表示腐蚀算子，表示为$\left(E_i\mathrm{\Θ}g\right)\left(n\right)=\underset{m\∈G}{max}\left\{E_i\right(n-m)-g(m\left)\right\};$步骤三、基于分形理论求解电磁环境关联维数D(m)；$D\left(m\right)=\lim \frac{{\mathrm{lnC}}_m\left(r\right)}{ln\left(r\right)}---\left(5\right)$$C\left(r\right)=\frac{2}{N_m(N_m-1)}\underset{i,j=1}{\overset{N_m}{\Σ}}H(r-r_{ij})---\left(6\right)$$r_{ij}=d_2(Y_i,Y_j){\[\underset{l=0}{\overset{m-l}{\Σ}}{(E_{i+l\mathrm{\τ}}-E_{j+l\mathrm{\τ}})}^2\]}^{\frac{1}{2}}---\left(7\right)$式中，H是Heaviside函数，当r>0，H(r)为1，r≤0是H(r)为0；{E₁,E₂,…,E_i,…}为区域形成的电磁合成信号的集合，重构延时后得到新集合记为：Y_n(m,τ)＝(E_n,E_n+1,…E_n+(m‑1)τ),n＝1,…,N_m，τ为延迟时间，τ＝k△t，△t是时间序列的采样时间间隔，N_m＝N‑(m‑1)τ为的总点数。