一种雷达多普勒回波信号数据压缩方法
【专利摘要】一种雷达多普勒回波信号数据压缩方法，先对原始数据进行傅里叶变换，将数据从时域变换到频域，再对信号的频域数据进行分析处理，从频域中提取主频带范围内的有用数据，剔除主频带范围以外的数据，将提取的有用数据保存到数据库中；对频域数据进行还原处理，使得频域数据的长度与原始数据相同，再进行傅里叶逆变换，将信号数据从频域转换到时域，使得原始数据得到恢复。本发明采用快速傅里叶变换以及快速傅里叶逆变换，通过对多普勒回波信号的分析处理，实现了雷达多普勒回波信号数据的压缩大大减少了存储空间以及数据的传输时间，解决了雷达多普勒回波信号数据的存储及传输难题，具有良好的应用前景。
【专利说明】 一种雷达多普勒回波信号数据压缩方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种雷达多普勒回波信号数据压缩方法。
【背景技术】
[0002]目前，在雷达多普勒回波信号仿真中，产生的数据量是巨大的，对存储、处理等带来很大困难。如果采用二进制数据存储，虽然能够起到一些数据压缩的作用，但压缩率较为有限，特别对于计算目标视频回波信号，由于其数据量非常巨大，因此效果不甚明显。
[0003]对现有技术进行了国内外数据库的检索，在检索到的国内外公开及有限范围发表的文献中，检索到二篇文献资料。I)李雨谦，皮亦鸣.SAR原始数据压缩算法[J].测绘，2009, 32(2):P54-58。论文根据SAR原始数据的特点，介绍了几种合成孔径雷达原始数据的压缩算法，并对几种压缩算法的性能进行了比较分析，但未见雷达多普勒回波信号数据压缩方法。2)王壮，余国文，陈再兴等.雷达目标RCS数据压缩及重构硬件实现算法分析[J].空军雷达学院学报，2012，26 (2):P90-93。论文分析为在硬件平台上实现雷达目标RCS数据压缩及重构，从理论上分析了 RCS数据压缩算法在硬件上实现的可能性，并通过Matlab软件仿真了算法硬件实现的全过程，但未见雷达多普勒回波信号数据压缩方法。
[0004]综上所述，现有技术未公开雷达多普勒回波信号数据压缩方法。
【发明内容】
[0005]本发明提供的一种雷达多普勒回波信号数据压缩方法，达到明显的数据压缩效果，大大减少了存储空间以及数据的传输时间，解决了雷达多普勒回波信号数据的存储及传输难题。
[0006]为了达到上述目的，本发明提供一种雷达多普勒回波信号数据压缩方法，该数据压缩方法包含以下步骤:
步骤1、傅里叶变换；
对原始数据进行傅里叶FFT变换，即将雷达多普勒回波信号数据从时域转换到频域； 步骤2、提取数据；
提取主频带内雷达多普勒回波信号能量最集中的数据，剔除主频带范围以外的数据； 步骤3、数据保存；
将步骤2中提取的数据保存到数据库中；
步骤4、数据还原；
采用补零法，使提取后的数据长度与原始数据相同，为进行傅里叶逆变换做准备；
步骤5、傅里叶逆变换；
对还原数据进行傅里叶逆变换，即将雷达多普勒回波信号数据从频域转换到时域，实现数据的恢复。
[0007]本发明具有以下有益效果:
本发明以雷达信号处理技术应用于多普勒回波信号数据压缩研究领域，采用快速傅里叶变换以及快速傅里叶逆变换，通过对多普勒回波信号的分析处理，实现了雷达多普勒回波信号数据的压缩大大减少了存储空间以及数据的传输时间，解决了雷达多普勒回波信号数据的存储及传输难题，具有良好的应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是本发明的步骤流程图；
图2是实施例中的原始数据波形图；
图3是实施例中经压缩后提取的数据波形图；
图4是实施例中恢复后的数据波形图。
【具体实施方式】
[0009]以下根据图1~图4，具体说明本发明的较佳实施例。
[0010]如图1所示，本本发明提供一种雷达多普勒回波信号数据压缩方法，该数据压缩方法包含以下步骤:
步骤1、傅里叶变换；
对原始数据进行傅里叶FFT变换，即将雷达多普勒回波信号数据从时域转换到频域，傅里叶变换可以实现有效的数据压缩；
步骤2、提取数据；
在频域中，雷达多普勒回波信号能量最集中的数据，称为主频带数据，主频带的频谱分量也是最为丰富的；
提取主频带内的数据，剔除主频带范围以外的数据，就可以实现有用数据的提取；
步骤3、数据保存；
将步骤2中提取的数据保存到数据库中；
步骤4、数据还原；
由于提取的频域数据会缩短，采用补零法，使提取后的数据长度与原始数据相同，为进行IFFT傅里叶逆变换做准备；
步骤5、傅里叶逆变换；
对还原数据进行傅里叶逆变换，即将雷达多普勒回波信号数据从频域转换到时域，傅里叶逆变换可以实现数据的恢复。
[0011]本发明先对雷达回波信号数据从时域变换到频域中，再对频域中的数据进行适当处理，提取有用数据，接着进行逆向数据还原，即对还原数据进行傅里叶逆变换，将雷达多普勒回波信号数据在时域转换到频域，达到数据恢复的目的。
[0012]图2为雷达多普勒回波信号的原始数据波形图，先对原始数据进行FFT变换，将数据从时域变换到频域；其次对信号的频域数据进行分析处理，从频域中提取主频带范围内的有用数据，剔除主频带范围以外的数据。得到的数据其频率范围基本在0-2ΚΗζ之间，如图3所示；再将提取的有用数据保存到数据库中(根据实际雷达多普勒回波信号其频率范围会不同，但提取的方法是类似的)。
[0013]如果需要对数据还原的话，可以采用相反的步骤实现。即先对频域数据进行还原处理，由于剔除了主频带范围外的数据之后，频域数据会减少，此时可采用补零法，即在频域数据后面补数据，补的数据为O，使得频域数据的长度与原始数据相同；其次采用IFFT变换技术，将信号数据从频域转换到时域，使得原始数据得到恢复，如图4所示。
[0014]比较图2和图4，可见原始数据曲线与恢复数据曲线几乎是相同的，同时也证明本发明的有效性。
[0015]采用本发明提供的数据压缩方法，实现了雷达多普勒回波信号数据的大幅度压缩。如对于30M的多普勒回波信号数据，压缩后可使数据减少到6M左右，压缩比达到20%或以上，大大减少了存储空间以及数据的传输时间。完全满足数据库对数据存储量的要求。
[0016]尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
【权利要求】
1.一种雷达多普勒回波信号数据压缩方法，其特征在于，该数据压缩方法包含以下步骤: 步骤1、傅里叶变换； 对原始数据进行傅里叶变换，即将雷达多普勒回波信号数据从时域转换到频域； 步骤2、提取数据； 提取主频带内雷达多普勒回波信号能量最集中的数据，剔除主频带范围以外的数据； 步骤3、数据保存； 将步骤2中提取的数据保存到数据库中； 步骤4、数据还原； 采用补零法，使提取后的数据长度与原始数据相同，为进行傅里叶逆变换做准备； 步骤5、傅里叶逆变换； 对还原数据进行傅里叶逆变换，即将雷达多普勒回波信号数据从频域转换到时域，实现数据的恢复。
【文档编号】H03M7/30GK103475376SQ201310437864
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月24日 优先权日:2013年9月24日
【发明者】顾俊, 王晓冰, 梁子长 申请人:上海无线电设备研究所