一种信号处理方法、设备及计算机可读存储介质与流程

1.本技术涉及信号处理领域的信号处理技术，尤其涉及一种信号处理方法、设备及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.线性调频信号(linear frequency modulation,lfm)信号以高分辨率、良好的多普勒容限且设计简单的优势而广泛应用于星载合成孔径雷达(synthetic aperture radar，sar)系统的测绘成像应用中，但是，lfm信号的自相关函数的峰值旁瓣比(peak sidelobe ratio,pslr)较高，会导致sar图像的清晰度下降，近年来，非线性调频(nonlinear frequency modulation,nlfm)信号以复杂多样，可自由调节自相关函数的旁瓣水平来降低pslr逐渐受到合成孔径雷达领域的学者们的关注。
3.相关技术中，在合成nlfm信号上主要基于posp算法对已有的窗函数进行处理，得到具有窗函数冲激响应性质的nlfm信号。但是，相关技术中合成的nlfm信号的精度低，导致pslr依然很高，进而使得sar图像的清晰度低。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本技术实施例期望提供一种信号处理方法、设备及计算机可读存储介质，解决了合成的nlfm信号的精度低的问题。
5.本技术的技术方案是这样实现的：
6.一种信号处理方法，所述方法包括：
7.生成第一切比雪夫窗函数，并确定所述第一切比雪夫窗函数的第一冲激响应宽度；
8.确定权重参数，并基于所述权重参数对所述第一切比雪夫窗函数的边缘点进行修改，得到第二切比雪夫窗函数；
9.基于所述第二切比雪夫窗函数，确定第一时频函数；
10.基于所述第一时频函数和所述第一冲激响应宽度，确定目标信号。
11.上述方案中，所述生成第一切比雪夫窗函数，并确定所述第一切比雪夫窗函数的第一冲激响应宽度，包括：
12.获取目标脉宽、目标采样率和第一峰值旁瓣比；
13.基于所述目标脉宽、所述目标采样率和所述第一峰值旁瓣比，生成所述第一切比雪夫窗函数，并确定所述第一冲激响应宽度。
14.上述方案中，所述确定权重参数，并基于所述权重参数对所述第一切比雪夫窗函数的边缘点进行修改，得到第二切比雪夫窗函数，包括：
15.对所述第一切比雪夫窗函数进行分析，得到第一目标点和第二目标点；其中，所述边缘点包括所述第一目标点和所述第二目标点；
16.基于每一权重参数对所述第一目标点和所述第二目标点的位置参数进行加权处
理，得到所述第一目标点的第一加权位置参数和所述第二目标点的第二加权位置参数；
17.基于所述第一加权位置参数更新所述第一切比雪夫窗函数的所述第一目标点的位置参数，并基于所述第二加权位置参数更新所述第一切比雪夫窗函数的所述第二目标点的位置参数，得到所述第二切比雪夫窗函数。
18.上述方案中，所述基于所述第二切比雪夫窗函数，确定第一时频函数，包括：
19.确定目标带宽；
20.基于所述目标带宽，采用驻定相位原理算法对每一所述第二切比雪夫窗函数进行处理，得到多个所述第一时频函数。
21.上述方案中，所述基于所述第一时频函数和所述第一冲激响应宽度，确定目标信号，包括：
22.对每一所述第一时频函数进行处理，确定多个第一信号；
23.确定每一所述第一信号的第二峰值旁瓣比和第二冲激响应宽度；
24.基于所述第一冲激响应宽度、所述第二峰值旁瓣比和所述第二冲激响应宽度，从多个所述第一信号中确定所述目标信号。
25.上述方案中，所述对每一所述第一时频函数进行处理，确定多个第一信号，包括：
26.对所述每一第一时频函数进行积分，得到所述多个第一信号。
27.上述方案中，所述对每一所述第一时频函数进行处理，确定多个第一信号，包括：
28.对所述每一第一时频函数进行修改，得到多个第二时频函数；
29.对每一第二时频函数进行积分，得到所述多个第一信号。
30.上述方案中，所述对所述每一第一时频函数进行修改，得到多个所述第二时频函数，包括：
31.对所述每一第一时频函数进行分析，确定连接点的位置参数；其中，所述连接点为所述第一时频函数中线性函数对应的直线和非线性函数对应的曲线之间的连接点；
32.确定所述每一第一时频函数中所述线性函数的表达式；
33.基于所述线性函数的表达式和所述连接点的位置参数，对所述每一第一时频函数的点的位置参数进行修改，得到多个第二时频函数。
34.上述方案中，所述基于所述线性函数的表达式和所述连接点的位置参数，对所述每一第一时频函数的点的位置参数进行修改，得到多个第二时频函数，包括：
35.基于所述连接点的位置参数和所述表达式，确定第三目标点的位置参数；
36.基于所述连接点的第一位置参数和所述第三目标点的第一位置参数，从所述非线性函数的点中确定第四目标点的第一位置参数；其中，所述位置参数包括所述第一位置参数和第二位置参数；
37.基于所述表达式和所述第四目标点的第一位置参数，确定所述第四目标点的更新第二位置参数，并采用所述更新位置参数替换所述第一时频函数中所述第四目标点的第二位置参数，得到所述多个第二时频函数。
38.上述方案中，基于所述第一冲激响应宽度、所述第二峰值旁瓣比和所述第二冲激响应宽度，从多个所述第一信号中确定所述目标信号，包括：
39.从多个第二冲激响应宽度中确定不大于所述第一冲激响应宽度的第三冲激响应宽度；
40.基于所述第三冲激响应宽度，从所述第一信号中确定第二信号；
41.从所述第二信号中确定最小第二峰值旁瓣比的信号，得到所述目标信号。
42.一种信号处理设备，所述设备包括：处理器、存储器和通信总线；
43.所述通信总线用于实现处理器和存储器之间的通信连接；
44.所述处理器用于执行存储器中的信号处理程序，以实现以下步骤：
45.生成第一切比雪夫窗函数，并确定所述第一切比雪夫窗函数的第一冲激响应宽度；
46.确定权重参数，并基于所述权重参数对所述第一切比雪夫窗函数的边缘点进行修改，得到第二切比雪夫窗函数；
47.基于所述第二切比雪夫窗函数，确定第一时频函数；
48.基于所述第一时频函数和所述第一冲激响应宽度，确定目标信号。
49.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述信号处理方法的步骤。
50.本技术实施例所提供的信号处理方法、设备及计算机可读存储介质，生成第一切比雪夫窗函数，并确定第一切比雪夫窗函数的第一冲激响应宽度；确定权重参数，并基于权重参数对第一切比雪夫窗函数的边缘点进行修改，得到第二切比雪夫窗函数；基于第二切比雪夫窗函数，确定第一时频函数；基于第一时频函数和第一冲激响应宽度，确定目标信号；如此，可以对第一切比雪夫窗函数的边缘点进行修改，避免第一切比雪夫窗函数生成目标信号时在边缘点引起失真导致合成的目标信号的精度低，提高了合成目标信号的精度，进一步降低了合成的目标信号的峰值旁瓣比，提高了sar图像的清晰度。
附图说明
51.图1为本技术实施例提供的一种信号处理方法的流程示意图；
52.图2为本技术另一实施例提供的一种信号处理方法的流程示意图；
53.图3为本技术实施例提供的第一切比雪夫窗的仿真结果示意图；
54.图4为本技术实施例提供的一种信号处理方法的仿真结果示意图；
55.图5为本技术实施例提供的另一种信号处理方法的仿真结果示意图；
56.图6为本技术实施例提供的另一种信号处理方法的仿真结果示意图；
57.图7为本技术实施例提供的另一种信号处理方法的仿真结果示意图；
58.图8为本技术实施例提供的另一种信号处理方法的仿真结果示意图；
59.图9为本技术又一实施例提供的一种信号处理方法的流程示意图；
60.图10为本技术又一实施例提供的一种信号处理方法的第一时频函数的仿真示意图；
61.图11为本技术又一实施例提供的一种信号处理方法的流程示意图；
62.图12为本技术又一实施例提供的一种信号处理方法的仿真结果对比图；
63.图13为本技术又一实施例提供的一种信号处理设备的结构示意图。
具体实施方式
64.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述。
65.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
66.本技术实施例提供一种信号处理方法，该方法应用于信号处理设备，如图1所示，该方法包括以下步骤：
67.步骤101、生成第一切比雪夫窗函数，并确定第一切比雪夫窗函数的第一冲激响应宽度。
68.在本技术实施例中，信号处理设备上可以装载有矩形实验室软件(matrix laboratory,matlab)，matlab用于数据分析、无线通信、深度学习、图像处理与计算机视觉、信号处理等。
69.具体地，信号处理设备可以接收输入的生成指令，通过matlab来生成第一切比雪夫窗函数，并计算第一切比雪夫窗函数的第一冲激响应宽度。其中，该生成指令用于指示信号处理设备生成第一切比雪夫窗函数，生成指令中还可以携带表征第一切比雪夫窗函数大小和第一切比雪夫窗函数的峰值旁瓣比的参数；生成指令可以是用户通过终端发送至信号处理设备的，还可以是信号处理设备检测用户的输入操作，根据用户的输入操作生成的。
70.需要说明的是，由第一切比雪夫窗函数的性质可知，在冲激响应宽度(impulse response width,irw)固定的情况下，第一切比雪夫窗函数的pslr最低，可以利用这一性质来生成目标信号，但是由于第一切比雪夫窗函数生成目标信号时，在目标信号的特定点上会出现失真，因此为了进一步提高生成目标信号的精度，在生成目标信号之前，可以对第一切比雪夫窗函数进行处理，以避免生成的目标信号的特定点出现失真现象。其中，特定点可以对应于第一切比雪夫窗函数的边缘点。
71.步骤102、确定权重参数，并基于权重参数对第一切比雪夫窗函数的边缘点进行修改，得到第二切比雪夫窗函数。
72.其中，权重参数也可以称之为权重修改因子或加权系数；边缘点为第一切比雪夫函数的边缘的两个点；第一切比雪夫窗函数为离散函数。
73.在本技术实施例中，可以采用权重参数对第一切比雪夫窗函数的边缘点的位置参数进行修改，并基于修改后的边缘点的位置参数和第一切比雪夫窗函数生成第二切比雪夫窗函数。
74.在一种可行的实现方式中，若第一切比雪夫窗函数的大小为6，则第一切比雪夫数窗函数可以用公式(1)来表示：
75.w1＝(w[0],w[1],w[2],w[3],w[4],w[5])
ꢀꢀꢀꢀ
公式(1)
[0076]
其中，w1表示第一切比雪夫窗函数，w[0]和w[5]均为边缘点。
[0077]
步骤103、基于第二切比雪夫窗函数，确定第一时频函数。
[0078]
在本技术实施例中，可以采用p0sp算法对第二切比雪夫窗函数进行处理，来得到第一时频函数。其中，第一时频函数用于表征时间和频率对应关系的函数。
[0079]
步骤104、基于第一时频函数和第一冲激响应宽度，确定目标信号。
[0080]
在本技术实施例中，可以对第一时频函数进行转换，得到备选信号，并通过第一冲激响应宽度对备选信号进行筛选，确定目标信号；其中，目标信号为非线性调频信号。
[0081]
需要说明的是，若备选信号的数量为一个，则可以将备选信号作为目标信号，若备选信号的数量为多个，则可以基于第一冲激响应宽度从备选信号中确定最优的信号，并将
最优的信号作为目标信号。其中，在主瓣宽度相同的情况下，备选信号的pslr是明显低于相关技术中得到的非线性调频信号的pslr的，通过对备选信号进行筛选，可以进一步提高得到的目标信号的精度。
[0082]
本技术实施例所提供的信号处理方法，可以对第一切比雪夫窗函数的边缘点进行修改，避免第一切比雪夫窗函数生成目标信号时在边缘点引起失真导致合成的目标信号的精度低，提高了合成目标信号的精度，进一步降低了合成的目标信号的峰值旁瓣比，提高了sar图像的清晰度。
[0083]
基于前述实施例，本技术实施例提供了一种信号处理方法，如图2所示，该方法包括：
[0084]
步骤201、信号处理设备获取目标脉宽、目标采样率和第一峰值旁瓣比。
[0085]
其中，目标脉宽、目标采样率和第一峰值旁瓣比均可以是生成指令中携带的参数；目标脉宽、目标采样率和第一峰值旁瓣比可以是用户基于sar图像的清晰度来确定的。
[0086]
步骤202、信号处理设备基于目标脉宽、目标采样率和第一峰值旁瓣比，生成第一切比雪夫窗函数，并确定第一冲激响应宽度。
[0087]
在本技术实施例中，信号处理设备基于目标脉宽、目标采样率和第一峰值旁瓣比，通过matlab生成第一切比雪夫窗函数；其中，第一切比雪夫窗函数的峰值旁瓣比为第一峰值旁瓣比，第一切比雪夫窗函数的大小为目标脉宽和目标采样率之积。
[0088]
其中，目标脉宽可以用t来表示，目标采样率可以用fr来表示，第一峰值旁瓣比可以用r来表示；第一切比雪夫窗函数的长度(即大小)可以用公式(2)来表示：
[0089][0090]
其中，n表示第一切比雪夫窗的长度，表示向下取整操作。
[0091]
根据切比雪夫窗函数的定义，大小为n，不失一般性，设n为偶数，设n＝2m，m为正整数，峰值旁瓣比为r的第一切比雪夫窗函数用公式(3)和图3来表示；
[0092][0093]
其中，w
n
表示第一切比雪夫窗函数；n和m为整数，θ
n
＝(2n 1)π/n,θ
m
＝2πm/n，t
2m
(x)为切比雪夫多项式，用公式(4)表示为：
[0094][0095]
其中，第一切比雪夫窗函数的第一冲激响应可以用公式(5)表示为：
[0096]
s＝f
p
w公式(5)
[0097]
其中，s表示第一冲激响应；f
p
为n
×
n的逆傅里叶变换矩阵；其中，n为第一切比雪夫窗函数的大小，w表示第一切比雪夫窗函数的转置。w和f
p
分别可以用公式(6)和公式(7)来表示：
[0098]
w＝[w
‑
m
,
…
,w0,
…
,w
m
‑1]
t
ꢀꢀꢀꢀ
公式(6)
[0099][0100]
在本技术实施例中，确定第一切比雪夫窗函数的第一冲激响应宽度时，首先需要对第一切比雪夫窗函数进行p倍升采样，得到p倍升采样后的第一切比雪夫窗函数(第一切比雪夫窗函数的长度变为pn，p表示倍数)用公式(8)表示为：
[0101]
w0＝[0,0,
…
,0,w
‑
m
,
…
,w0,
…
,w
m
‑1]
t
ꢀꢀꢀꢀꢀ
公式(8)
[0102]
其中，w0表示p倍升采样后的第一切比雪夫窗函数，对w0进行逆傅里叶变换，得到升采样后的冲激响应，如图4所示，在横坐标3和4之间的黑色部分为主瓣，对图4中的主瓣部分进行放大后，如图5所示，中间部分表示主瓣，第一冲激响应宽度为n0/p；其中，n0为中间的矩形部分表示横坐标采样点的数量。
[0103]
步骤203、信号处理设备对第一切比雪夫窗函数进行分析，得到第一目标点和第二目标点。
[0104]
其中，边缘点包括第一目标点和第二目标点。
[0105]
在本技术实施例中，可以通过maltab对第一切比雪夫窗函数中的多个点的位置参数进行分析，确定第一切比雪夫窗函数的边缘两个点，即第一目标点和第二目标点。
[0106]
步骤204、信号处理设备基于每一权重参数对第一目标点和第二目标点的位置参数进行加权处理，得到第一目标点的第一加权位置参数和第二目标点的第二加权位置参数。
[0107]
其中，位置参数包括第一位置参数和第二位置参数。
[0108]
在本技术实施例中，对于任一权重参数而言，可以将该权重参数与第一目标点的第二位置参数相乘得到第一值，并采用第一值替换第一目标点的第二位置参数，得到第一目标点的加权位置参数，其中，第一目标点的加权位置参数包括第一目标点的第一位置参数和第一值；并将该权重参数与第二目标点的第二位置参数相乘得到第二值，并采用第二值替换第二目标点的第二位置参数，得到第二目标点的加权位置参数，其中，第二目标点的加权位置参数包括第二目标点的第一位置参数和第二值。其中，第一位置参数可以表示第一切比雪夫窗函数中点的横坐标；第二位置参数可以表示第二切比雪夫函数中点的纵坐标。权重参数可以用α来表示，α的取值范围为[1.8,3]。
[0109]
需要说明的是，在[1.8,3]的取值范围之内，可以得到多个权重参数，对于每一个权重参数均需要对第一目标点和第二目标点进行加权处理，以便后续生成目标信号；其中，权重参数的数量和第二切比雪夫窗函数的数量相对应。
[0110]
步骤205、信号处理设备基于第一加权位置参数更新第一切比雪夫窗函数的第一目标点的位置参数，并基于第二加权位置参数更新第一切比雪夫窗函数的第二目标点的位置参数，得到第二切比雪夫窗函数。
[0111]
其中，每一加权参数可以对应一个第二切比雪夫窗函数。
[0112]
在本技术实施例中，可以将第一加权位置参数替换第一切比雪夫函数中第一目标点的位置参数，并将第二加权位置参数替换第一切比雪夫函数中第二目标点的位置参数，得到第二切比雪夫窗函数。
[0113]
在一种可行的实现方式中，若第一切比雪夫窗函数的大小为6，则第一切比雪夫窗
函数可以用公式(1)来表示为：
[0114]
w1＝(w[0],w[1],w[2],w[3],w[4],w[5])
ꢀꢀꢀꢀ
公式(1)
[0115]
其中w1，表示第一切比雪夫窗函数，w[0]和w[5]为边缘点，w[0]的第一位置参数为“0”，w[0]的第二位置参数为w[0]；w[5]的第一位置参数为“5”，w[5]的第二位置参数为w[5]；则第二切比雪夫窗函数可以用公式(9)来表示：
[0116]
w2＝(αw[0],w[1],w[2],w[3],w[4],αw[5])
ꢀꢀꢀꢀꢀ
公式(9)
[0117]
其中，w2表示第二切比雪夫窗函数，αw[0]表示边缘点“0”的第一加权位置参数中的第一值，αw[5]表示边缘点“5”的第二加权位置参数中的第二值；或，αw[5]表示边缘点“5”的第一加权位置参数中的第一值，αw[0]表示边缘点“0”的第二加权位置参数中的第二值。
[0118]
步骤206、信号处理设备确定目标带宽。
[0119]
其中，目标带宽是基于带宽参数确定的，带宽参数为预设的需要生成的目标信号的带宽。
[0120]
其中，目标带宽为第二切比雪夫窗函数的目标函数区间。
[0121]
在一种可行的实现方式中，若带宽参数用b来表示，则目标带宽可以为[
‑
b/2,b/2]。
[0122]
步骤207、信号处理设备基于目标带宽，采用驻定相位原理算法对每一第二切比雪夫窗函数进行处理，得到多个第一时频函数。
[0123]
其中，驻定相位原理(principle of stationary phase,posp)算法的思想是对nlfm信号的功率谱密度(power spectrum density,psd)赋型窗函数形状，使得nlfm信号自相关函数拥有窗函数冲激响应的性质。
[0124]
在本技术实施例中，通过posp算法对第二切比雪夫窗函数进行处理，得到脉宽为t带宽为b的nlfm信号的psd可以用公式(10)来表示：
[0125][0126]
其中，p(f)表示非线性调频信号的功率谱密度；θ
″
(t0)表示θ(t)在t＝t0处的二阶导函数，θ(t)为连续相位函数；其中，t0由公式(11)决定。
[0127]
θ
′
(t0)＝2πf
ꢀꢀꢀꢀ
公式(11)
[0128]
其中，f表示非线性调频信号的频率，θ
′
(t0)表示θ(t)在t＝t0处的一阶导函数，g(f)为菲涅尔积分项，可以用公式(12)来表示：
[0129][0130]
其中，k(x)表示菲涅尔积分函数，通常g(f)可以粗略地近似为矩形函数，即可以用公式(13)表示为：
[0131][0132]
其中，b表示非线性调频信号的带宽。
[0133]
对nlfm信号的psd赋形窗函数形状用公式(14)来表示：
[0134][0135]
其中w(f)为第二切比雪夫窗函数，由公式(11)和公式(14)可以得到群时延函数，群时延函数可以用公式(15)来表示：
[0136][0137]
其中，c为常数，可以由公式(16)来表示：
[0138][0139]
对群时延函数(公式(15))进行转换，可以得到第一时频函数，其中，第一时频函数可以用公式(17)来表示：
[0140][0141]
需要说明的是，非线性调频信号的自相关函数的理想性能为尽量窄的irw，尽可能低的pslr与快速下降的旁瓣波动包络，然而这三个理想性能是不能同时满足的。由切比雪夫窗函数的性质可知，在irw固定的情况下，切比雪夫窗函数冲激响应的pslr最低。因此根据posp算法思想，如果选取切比雪夫窗函数来产生nlfm信号，那么在irw(冲激响应宽度)固定的情况下，nlfm信号自相关函数的pslr应该也是最低的。然而由于边缘失真效应，切比雪夫窗nlfm信号自相关函数不再满足切比雪夫窗冲激响应的性能，因此在通过posp算法对第一切比雪夫窗函数进行处理之前，对切比雪夫窗函数进行修改是非常有必要的，可以避免出现目标信号出现边缘失真现象，进一步提高确定的目标信号的精度。
[0142]
步骤208、信号处理设备对每一第一时频函数进行处理，确定多个第一信号。
[0143]
在本技术实施例中，可以对每一第一时频函数进行处理进行分析，得到每一时频函数对应的第一信号。
[0144]
其中，多个第一信号可以作为备选信号，以便后续从备选信号中确定目标信号。
[0145]
需要说明的是，在本技术实施例中步骤208可以通过a或b1
‑
b2来实现；
[0146]
a1、信号处理设备对每一第一时频函数进行积分，得到多个第一信号。
[0147]
在本技术实施例中，对每一第一时频函数进行积分，得到多个第一信号，其中，第一信号为非线性调频信号。
[0148]
其中，第一信号可以用公式(18)来表示：
[0149][0150]
其中，t为信号的脉宽，t指的时间；rect(
·
)为矩形函数。
[0151]
b1、信号处理设备对每一第一时频函数进行修改，得到多个第二时频函数。
[0152]
具体地，可以对第一时频函数中的线性函数部分和非线性函数部分进行修改，使得修改后得到的第二时频函数中的线性函数部分多于第一时频函数中的线性函数部分。
[0153]
需要说明的是，得到第一时频函数之前在第一切比雪夫窗函数的边缘点进行了加权处理，虽然一定程度上可以减弱采用posp算法带来的边缘失真，但是最终得到的目标信号的功率谱并不完全等同于切比雪夫窗函数的功率谱，为了进一步提高得到的目标信号的精度，可以通过增加第一时频函数中的线性函数部分，减少第一时频函数中的非线性函数
部分来实现。
[0154]
b2、信号处理设备对每一第二时频函数进行积分，得到多个第一信号。
[0155]
其中，b2的实现过程与a1的实现过程相同，本技术实施例在此不再赘述。
[0156]
步骤209、信号处理设备确定每一备选信号的第二峰值旁瓣比和第二冲激响应宽度。
[0157]
在本技术实施例中，可以对第一信号进行傅里叶变换，得到第一信号的频谱，之后通过第一信号的频谱来确定第一信号的功率谱，并对第一信号进行傅里叶逆变换，得到自相关函数的结果。
[0158]
在一种可行的实现方式中，第一信号的频率为s(f)，则第一信号的功率谱为p(f)＝|s(f)|2，其中，p(f)表示第一信号的功率谱，之后对对p(f)进行逆傅里叶变换，得到自相关函数的结果y(t)；其中，第一信号的功率谱可以用图6来表示，若功率谱离散形式为p＝[p1,
…
,p
n
]，长度为n，对功率谱补零进行q倍升采样为p
u
＝[0,0,
…
,0,p1,
…
,p
n
]，长度为qp，然后对p
u
进行逆傅里叶变换，可以得到升采样后的自相关函数结果，其中，升采样后的自相关函数结果可以用图7来表示，其中，第二冲激响应宽度与获取第一冲激响应宽度的过程类似，本技术实施例对此不再赘述。图8为图7中间部分的放大示意图，第二峰值旁瓣比是指图8中旁瓣部分最高点的值与主瓣部分最高点的值之比。
[0159]
步骤210、信号处理设备基于第一冲激响应宽度、第二峰值旁瓣比和第二冲激响应宽度，从多个第一信号中确定目标信号。
[0160]
在本技术实施例中，可以先基于第一冲激响应宽度和第二冲激响应宽度，从备选信号中确定第二信号，之后再基于每一待选信号的旁瓣比，从多个第二信号中确定目标信号。
[0161]
其中，步骤210可以通过步骤a2
‑
a4来实现；
[0162]
a2、信号处理设备从多个第二冲激响应宽度中确定不大于第一冲激响应宽度的第三冲激响应宽度。
[0163]
其中，第三冲激响应宽度小于或等于第一冲激响应宽度。
[0164]
a3、信号处理设备基于第三冲激响应宽度，从第一信号中确定第二信号。
[0165]
在本技术实施例中，信号处理设备从第一信号中确定第三冲激响应宽度的信号，并将第三冲激响应宽度的信号作为第二信号。
[0166]
a4、信号处理设备从第二信号中确定最小第二峰值旁瓣比的信号，得到目标信号。
[0167]
在本技术实施例中，得到第二信号后，可以对多个第二信号的第二峰值旁瓣比进行排序，从排序后的多个第二峰值旁瓣比中确定最小的第二峰值旁瓣比，并将最小的第二峰值旁瓣的信号作为目标信号。其中，目标信号的脉宽为目标脉宽；目标信号的带宽为目标带宽。
[0168]
本技术实施例所提供的信号处理方法，可以对第一切比雪夫窗函数的边缘点进行修改，避免第一切比雪夫窗函数生成目标信号时在边缘点引起失真导致合成的目标信号的精度低，提高了合成目标信号的精度，进一步降低了合成的目标信号的峰值旁瓣比，提高了sar图像的清晰度。
[0169]
基于前述实施例，本技术实施例提供了一种信号处理方法，如图9所示，该方法包括：
[0170]
步骤301、信号处理设备获取目标脉宽、目标采样率和第一峰值旁瓣比。
[0171]
步骤302、信号处理设备基于目标脉宽、目标采样率和第一峰值旁瓣比，生成第一切比雪夫窗函数，并确定第一冲激响应宽度。
[0172]
步骤303、信号处理设备对第一切比雪夫窗函数进行分析，得到第一目标点和第二目标点。
[0173]
其中，边缘点包括第一目标点和第二目标点。
[0174]
步骤304、信号处理设备基于每一权重参数对第一目标点和第二目标点的位置参数进行加权处理，得到第一目标点的第一加权位置参数和第二目标点的第二加权位置参数。
[0175]
步骤305、信号处理设备基于第一加权位置参数更新第一切比雪夫窗函数的第一目标点的位置参数，并基于第二加权位置参数更新第一切比雪夫窗函数的第二目标点的位置参数，得到第二切比雪夫窗函数。
[0176]
步骤306、信号处理设备确定目标带宽。
[0177]
步骤307、信号处理设备基于目标带宽，采用驻定相位原理算法对每一第二切比雪夫窗函数进行处理，得到第一时频函数。
[0178]
步骤308、信号处理设备对每一第一时频函数进行分析，确定连接点的位置参数。
[0179]
其中，连接点为第一时频函数中线性函数对应的直线和非线性函数对应的曲线之间的连接点。其中，第一时频函数为离散函数。
[0180]
在本技术实施例中，可以对第一时频函数中的多个点的位置参数的变化规律进行分析，来确定第一时频函数中的线性函数对应的直线和非线性函数对应的曲线之间的连接点。其中，连接点可以为至少一个。
[0181]
在一种可行的实现方式中，连接点的个数为两个，如图10所示，第一时频函数中线性函数对应两段直线，两段直线之间对应一曲线，该曲线为第一时频函数中非线性函数对应的曲线，曲线与两条直线之间相交的两个点为确定的两个连接点。需要说明的是，第一个连接点和第二连接点是中心对称的，当确定第一个连接点后，便可以根据中心对称性确定第二个连接点。
[0182]
在本技术实施例中，可以对第一时频函数进行差分运算，并从差分运算的结果中确定连接点的位置参数；还可以通过对线性函数对应的直线和非线性函数对应的曲线进行分析来确定连接点的位置参数。
[0183]
在一种可行的实现方式中，第一时频函数的离散形式为f0＝[f1,f2,
…
,f
n
]，对f0进行差分运算得到df0＝[f2‑
f1,f3‑
f2,
…
,f
n
‑
f
n
‑1)]，然后将使得df0最大的点作为连接点，并根据线性函数的表达式确定连接点的位置参数。
[0184]
步骤309、信号处理设备确定每一第一时频函数中线性函数的表达式。
[0185]
在本技术实施例中，可以基于确定的连接点的位置参数，来确定第一时频函数中线性函数对应的点(函数点)，可以从线性函数中确定任意两个点，并根据确定的两个点的位置参数来确定线性函数的斜率，并根据线性函数中的其它点的位置参数以及斜率，得到线性函数的表达式。
[0186]
其中，连接点的位置参数为线性函数对应的直线与非线性参数对应的曲线之间的连接点。
[0187]
步骤310、信号处理设备基于线性函数的表达式和连接点的位置参数，对每一第一时频函数的点的位置参数进行修改，得到多个第二时频函数。
[0188]
其中，第一时频函数的点的位置参数指的是第一时频函数的非线性函数的部分点的位置参数。
[0189]
其中，步骤310可以通过c1
‑
c3来实现：
[0190]
c1、信号处理设备基于连接点的位置参数和表达式，确定第三目标点的位置参数。
[0191]
在本技术实施例中，可以先根据连接点的位置参数的第一位置参数来确定第三目标点的位置参数的第一位置参数，之后将第三目标点的位置参数的第一位置参数代入表达式中，得到第三目标点的第二位置参数；其中，第三目标点的位置参数包括第三目标点的第一位置参数和第三目标点的第二位置参数。
[0192]
c2、信号处理设备基于连接点的第一位置参数和第三目标点的第一位置参数，从非线性函数的点中确定第四目标点的第一位置参数；其中，位置参数包括第一位置参数和第二位置参数。
[0193]
其中，第四目标点为非线性函数中的连接点和第三目标点之间的点。
[0194]
在本技术实施例中，可以基于连接点的第一位置参数和第三目标点的第一位置参数，从非线性函数的点中确定连接点和第三目标点之间的第四目标点，之后从非线性函数的点的位置参数中确定第四目标点的第一位置参数。
[0195]
具体地，可以将第一位置参数代入表达式中，得到第四目标点的待更新第二位置参数。
[0196]
c3、信号处理设备基于表达式和第四目标点的第一位置参数，确定第四目标点的更新第二位置参数，并采用更新位置参数替换第一时频函数中第四目标点的第二位置参数，得到多个第二时频函数。
[0197]
在本技术实施例中，对于任一第一时频函数而言，通过将第四目标点的第一位置参数代入线性函数的的表达式中，得到第四目标点的更新第二位置参数，并用更新第二位置参数替换非线性函数中第四目标点的第二位置参数，得到第二时频函数。
[0198]
步骤311、信号处理设备从多个第二冲激响应宽度中确定不大于第一冲激响应宽度的第三冲激响应宽度。
[0199]
其中，第三冲激响应宽度为对多个第二冲激响应宽度进行筛选后得到的信号，以便后续根据第三冲激响应宽度确定目标信号，可以进一步提高确定的目标信号的精确度。
[0200]
步骤312、信号处理设备基于第三冲激响应宽度，从第一信号中确定第二信号。
[0201]
在本技术实施例中，可以从第一信号中确定与第三冲激响应宽度相同的信号，并将该信号作为第二信号；其中，第二信号的冲激响应宽度与第三冲激响应宽度相同。
[0202]
步骤313、信号处理设备从第二信号中确定最小第二峰值旁瓣比的信号，得到目标信号。
[0203]
在本技术实施例中，当权重参数改变时，连接点的位置参数、第二峰值旁瓣比和第二冲激响应宽度均会发生改变；第二信号的峰值旁瓣比小于相关技术中确定的非线性调频信号的峰值旁瓣比，此时，对第二信号再次进行筛选，得到第二信号中最小峰值旁瓣比的信号，并将该信号作为目标信号，进一步保证了确定的目标信号的精度，以使得目标信号的峰值旁瓣比可以达到最优，提高了sar图像的清晰度。
[0204]
需要说明的是，本实施例中与其它实施例中相同步骤和相同内容的说明，可以参照其它实施例中的描述，此处不再赘述。
[0205]
如图11所示，信号处理设备基于第一峰值旁瓣比、目标脉宽以及目标采样率，生成第一切比雪夫窗函数，并计算第一切比雪夫窗函数的第一冲激响应宽度irw0，通过多个权重参数α的每一权重参数，对第一切比雪夫窗函数进行权重修改(加权处理)，得到多个第二切比雪夫窗函数，之后采用posp算法每一第二切比雪夫窗函数进行处理，得到多个第一时频函数；对每一第一时频函数进行分析确定第一时频函数中的线性函数(线性成分)的斜率k
p
以及第一时频函数中的线性函数与非线性函数的连接点n
t
的位置参数，并根据k
p
和线性函数的点的位置参数来确定线性函数的表达式，并基于n
t
的位置参数和表达式确定第三目标点(n
t
n
i
)的位置参数；其中，n
i
小于n
t
，且n
i
大于等于1，之后对连接点和第三目标点之间的点的位置参数进行修改，得到第二时频函数，对第二时频函数进行积分，得到第一信号。
[0206]
需要说明的是，权重参数α和连接点n
i
都是变量，当α和n
i
改变时计算的第一信号的冲激响应宽度irw以及峰值旁瓣比pslr也会随之改变。每一权重参数α对应与一个第一信号，也就是说，最终可以得到多个第一信号，并确定每一个第一信号中的irw和pslr，并通过获取的第一冲激响应宽度irw0、第一信号的irw和pslr来对第一信号进行筛选，具体可以先从第一信号中选取满足irw≤irw0的第二信号，再从第二信号中筛选出pslr最小的信号作为目标信号。
[0207]
如图12所示，是通过第二切比雪夫窗函数生成的目标信号的第二峰值旁瓣比和第二冲激响应宽度，与其它窗函数生成的目标信号的峰值旁瓣比和冲激响应宽度的对比结果图，明显可以看出通过对第二切比雪夫窗函数的峰值旁瓣比低于其它窗函数生成的目标信号的峰值旁瓣比，即就是说生成的目标信号优于其它窗函数生成的目标信号。
[0208]
本技术实施例所提供的信号处理方法，可以对第一切比雪夫窗函数的边缘点进行修改，避免第一切比雪夫窗函数生成目标信号时在边缘点引起失真导致合成的目标信号的精度低，提高了合成目标信号的精度，进一步降低了合成的目标信号的峰值旁瓣比，提高了sar图像的清晰度。
[0209]
基于前述实施例，本技术实施例还提供了一种信号处理设备，该信号处理设备可以应用于图1、图2和图9对应的实施例提供的信号处理方法中，参考图13，该信号处理设备4包括：处理器41、存储器42和通信总线43；
[0210]
通信总线43用于实现处理器41和存储器42之间的通信连接；
[0211]
处理器41用于执行存储器42中的信号处理程序，以实现以下步骤：
[0212]
生成第一切比雪夫窗函数，并确定第一切比雪夫窗函数的第一冲激响应宽度；
[0213]
确定权重参数，并基于权重参数对第一切比雪夫窗函数的边缘点进行修改，得到第二切比雪夫窗函数；
[0214]
基于第二切比雪夫窗函数，确定第一时频函数；
[0215]
基于第一时频函数和第一冲激响应宽度，确定目标信号。
[0216]
在本技术的其他实施例中，处理器41用于执行存储器42中的信号处理程序的生成第一切比雪夫窗函数，并确定第一切比雪夫窗函数的第一冲激响应宽度，以实现以下步骤：
[0217]
获取目标脉宽、目标采样率和第一峰值旁瓣比；
[0218]
基于目标脉宽、目标采样率和第一峰值旁瓣比，生成第一切比雪夫窗函数，并确定
第一冲激响应宽度。
[0219]
在本技术的其他实施例中，处理器41用于执行存储器42中的信号处理程序的确定权重参数，并基于权重参数对第一切比雪夫窗函数的边缘点进行修改，得到第二切比雪夫窗函数，以实现以下步骤：
[0220]
对第一切比雪夫窗函数进行分析，得到第一目标点和第二目标点；其中，边缘点包括第一目标点和第二目标点；
[0221]
基于每一权重参数对第一目标点和第二目标点的位置参数进行加权处理，得到第一目标点的第一加权位置参数和第二目标点的第二加权位置参数；
[0222]
基于第一加权位置参数更新第一切比雪夫窗函数的第一目标点的位置参数，并基于第二加权位置参数更新第一切比雪夫窗函数的第二目标点的位置参数，得到第二切比雪夫窗函数。
[0223]
在本技术的其他实施例中，处理器41用于执行存储器42中的信号处理程序的基于第二切比雪夫窗函数，确定第一时频函数，以实现以下步骤：
[0224]
确定目标带宽；
[0225]
基于目标带宽，采用驻定相位原理算法对每一第二切比雪夫窗函数进行处理，得到多个第一时频函数。
[0226]
在本技术的其他实施例中，处理器41用于执行存储器42中的信号处理程序的基于第一时频函数和第一冲激响应宽度，确定目标信号，以实现以下步骤：
[0227]
对每一第一时频函数进行处理，确定多个第一信号；
[0228]
确定每一第一信号的第二峰值旁瓣比和第二冲激响应宽度；
[0229]
基于第一冲激响应宽度、第二峰值旁瓣比和第二冲激响应宽度，从多个第一信号中确定目标信号。
[0230]
在本技术的其他实施例中，处理器41用于执行存储器42中的信号处理程序的对每一第一时频函数进行处理，确定多个第一信号，以实现以下步骤：
[0231]
对每一第一时频函数进行积分，得到多个第一信号。
[0232]
在本技术的其他实施例中，处理器41用于执行存储器42中的信号处理程序的对每一第一时频函数进行处理，确定多个第一信号以实现以下步骤：
[0233]
对每一第一时频函数进行修改，得到多个第二时频函数；
[0234]
对每一第二时频函数进行积分，得到多个第一信号。
[0235]
在本技术的其他实施例中，处理器41用于执行存储器42中的信号处理程序的对每一第一时频函数进行修改，得到多个第二时频函数，以实现以下步骤：
[0236]
对每一第一时频函数进行分析，确定连接点的位置参数；其中，连接点为第一时频函数中线性函数对应的直线和非线性函数对应的曲线之间的连接点；
[0237]
确定每一第一时频函数中线性函数的表达式；
[0238]
基于线性函数的表达式和连接点的位置参数，对每一第一时频函数的点的位置参数进行修改，得到多个第二时频函数。
[0239]
在本技术的其他实施例中，处理器41用于执行存储器42中的信号处理程序的基于线性函数的表达式和连接点的位置参数，对每一第一时频函数的点的位置参数进行修改，得到多个第二时频函数，以实现以下步骤：
[0240]
基于连接点的位置参数和表达式，确定第三目标点的位置参数；
[0241]
基于连接点的第一位置参数和第三目标点的第一位置参数，从非线性函数的点中确定第四目标点的第一位置参数；其中，位置参数包括第一位置参数和第二位置参数；
[0242]
基于表达式和第四目标点的第一位置参数，确定第四目标点的更新第二位置参数，并采用更新位置参数替换第一时频函数中第四目标点的第二位置参数，得到多个第二时频函数。
[0243]
在本技术的其他实施例中，处理器41用于执行存储器42中的信号处理程序的基于第一冲激响应宽度、第二峰值旁瓣比和第二冲激响应宽度，从多个第一信号中确定目标信号，以实现以下步骤：
[0244]
从多个第二冲激响应宽度中确定不大于第一冲激响应宽度的第三冲激响应宽度；
[0245]
基于第三冲激响应宽度，从第一信号中确定第二信号；
[0246]
从第二信号中确定最小第二峰值旁瓣比的信号，得到目标信号。
[0247]
在本技术实施例所提供的信号处理设备，可以对第一切比雪夫窗函数的边缘点进行修改，避免第一切比雪夫窗函数生成目标信号时在边缘点引起失真导致合成的目标信号的精度低，提高了合成目标信号的精度，进一步降低了合成的目标信号的峰值旁瓣比，提高了sar图像的清晰度。
[0248]
基于前述实施例，本技术的实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，该一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现图1、图2和图9对应的实施例提供的信号处理方法的步骤。
[0249]
需要说明的是，上述计算机可读存储介质可以是只读存储器(read only memory，rom)、可编程只读存储器(programmable read
‑
only memory，prom)、可擦除可编程只读存储器(erasable programmable read
‑
only memory，eprom)、电可擦除可编程只读存储器(electrically erasable programmable read
‑
only memory，eeprom)、磁性随机存取存储器(ferromagnetic random access memory，fram)、快闪存储器(flash memory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(compact disc read
‑
only memory，cd
‑
rom)等存储器；也可以是包括上述存储器之一或任意组合的各种电子设备，如移动电话、计算机、平板设备、个人数字助理等。
[0250]
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
[0251]
上述本技术实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0252]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所描述的方法。
[0253]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0254]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0255]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0256]
以上仅为本技术的优选实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。