低頻段雷達(dá)目標(biāo)微動(dòng)特性估計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種低頻段雷達(dá)目標(biāo)微動(dòng)特性估計(jì)方法。技術(shù)方案是將低頻段雷達(dá)獲得的目標(biāo)窄帶回波進(jìn)行N點(diǎn)離散采樣后得到離散信號(hào)，然后再對(duì)離散信號(hào)進(jìn)行復(fù)對(duì)數(shù)運(yùn)算，通過相位解模糊獲得相位調(diào)制信號(hào)，對(duì)相位調(diào)制信號(hào)進(jìn)行頻譜估計(jì)，經(jīng)計(jì)算得到目標(biāo)微動(dòng)譜，從而獲得目標(biāo)的微動(dòng)特性。本發(fā)明適用于低頻雷達(dá)小幅微動(dòng)目標(biāo)，微動(dòng)參數(shù)估計(jì)精度高，適用的系統(tǒng)頻帶寬，信噪比要求低。
【專利說(shuō)明】低頻段雷達(dá)目標(biāo)微動(dòng)特性估計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于雷達(dá)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種利用低頻段雷達(dá)回波的微多普勒信號(hào)分析過程，進(jìn)行雷達(dá)目標(biāo)微動(dòng)特性估計(jì)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微動(dòng)特征是雷達(dá)目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)采用的主要特征之一。目標(biāo)的振動(dòng)、進(jìn)動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)等微動(dòng)特征，蘊(yùn)含著精細(xì)而穩(wěn)定的有利特征和信息，一旦提取后即可作為識(shí)別的重要依據(jù)，對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)偵察、精確制導(dǎo)、交通監(jiān)視、維穩(wěn)反恐、災(zāi)害救援等具有重要的意義。雷達(dá)目標(biāo)微多普勒頻率與雷達(dá)的中心頻率和目標(biāo)的微動(dòng)幅度成正比，當(dāng)雷達(dá)波長(zhǎng)與目標(biāo)微動(dòng)幅度可比擬，或者長(zhǎng)于目標(biāo)微動(dòng)幅度時(shí)，雷達(dá)目標(biāo)微多普勒調(diào)制幅度降低，本發(fā)明稱這種雷達(dá)為低頻段雷達(dá)。低頻段雷達(dá)相比高頻段的雷達(dá)系統(tǒng)技術(shù)更成熟，通常具有更遠(yuǎn)的作用距離，而且成本更低，應(yīng)用范圍廣。
[0003]傳統(tǒng)的目標(biāo)微動(dòng)特征估計(jì)主要依賴兩大類手段:一是基于時(shí)頻分布的微動(dòng)估計(jì)方法；二是基于模型的參數(shù)化估計(jì)方法?；跁r(shí)頻分布的微動(dòng)估計(jì)方法為了保證能夠可靠提取微動(dòng)特性，雷達(dá)的波長(zhǎng)應(yīng)至少小于目標(biāo)的微動(dòng)幅度，因此無(wú)法應(yīng)用于低頻段雷達(dá)微動(dòng)估計(jì)問題中?；谀Ｐ偷膮?shù)化估計(jì)方法不僅運(yùn)算量大，在工程應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)困難，而且將目標(biāo)微動(dòng)視為標(biāo)準(zhǔn)正弦的理想形式，在非理想散射特性或復(fù)雜微動(dòng)形式的條件下，無(wú)法對(duì)目標(biāo)微多普勒信號(hào)進(jìn)行處理。著作“The Micro-Doppler Effect in Radar [Μ] ”(Artech House,2011)指出，因?yàn)槔走_(dá)波長(zhǎng)較長(zhǎng)，對(duì)于小幅微多普勒調(diào)制的提取非常困難，提取小幅微多普勒調(diào)制的難題尚未解決。在我們所掌握的資料范圍內(nèi)，在低頻段雷達(dá)目標(biāo)小幅復(fù)雜微動(dòng)特性估計(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】，目前仍 處于空白。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，針對(duì)低頻段雷達(dá)微動(dòng)目標(biāo)微多普勒幅度小及目標(biāo)運(yùn)動(dòng)形式多樣的問題，提出一種低頻段雷達(dá)目標(biāo)微動(dòng)特性估計(jì)方法，通過采用新的正弦調(diào)頻信號(hào)處理方法，將雷達(dá)頻帶的要求大幅降低，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)低頻段雷達(dá)目標(biāo)微動(dòng)特性的估計(jì)，同時(shí)，方法不受復(fù)雜微動(dòng)形式和非理想散射點(diǎn)的限制，對(duì)各種微動(dòng)形式具有相同的估計(jì)精度。
[0005]為表述清楚，首先定義正弦調(diào)頻信號(hào)的加法運(yùn)算、數(shù)乘運(yùn)算和內(nèi)積運(yùn)
算。設(shè)正弦調(diào)頻離散信號(hào)X1(A) = exp JYjAm Qxp(jrnmk)，正弦調(diào)頻離散信號(hào)
—m-0—
x2 (^:) = exp JYjCm Qxp(jrnmk)，A111為信號(hào)X1 (k)正弦頻率調(diào)制分量的復(fù)系數(shù)，Cni為信號(hào)
_ m-O—
X2 (k)正弦頻率調(diào)制分量的復(fù)系數(shù)，《111為信號(hào)11(10、&00正弦頻率調(diào)制分量的角頻率，M為信號(hào)X1GOu2GO正弦頻率調(diào)制分量的個(gè)數(shù)。
[0006]正弦調(diào)頻信號(hào)的加法運(yùn)算“〈+>”定義為:[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種低頻段雷達(dá)目標(biāo)微動(dòng)特性估計(jì)方法，設(shè)低頻段雷達(dá)獲得的目標(biāo)窄帶回波為X (t)，對(duì)X (t)進(jìn)行N點(diǎn)離散采樣得到X (k)，k = O，I,…，N-1，N點(diǎn)離散采樣分為均勻采樣或非均勻采樣，其特征在于包括下述步驟； 利用下式得到信號(hào)y(k): y (k) = In x(k)； 對(duì)信號(hào)y(k)進(jìn)行相位解模糊，得到相位調(diào)制信號(hào)ypJk)； 利用相位調(diào)制信號(hào)yiff(k)進(jìn)行頻譜估計(jì)，具體過程如下: 情況A:上述N點(diǎn)離散采樣是均勻采樣: 基于yPr(k)，進(jìn)行正弦調(diào)頻信號(hào)的傅立葉分解，得到Y(jié)(m) ,m = 0,1, -,N-1 ； 情況B:上述N點(diǎn)離散采樣是非均勻采樣: 對(duì)& (k)，進(jìn)行基于稀疏恢復(fù)的頻譜估計(jì)，得到Y(jié)(m) ,m= 1,2,…，L，L為稀疏恢復(fù)的詞典原子個(gè)數(shù)； 則目標(biāo)微動(dòng)譜
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低頻段雷達(dá)目標(biāo)微動(dòng)特性估計(jì)方法，其特征在于，記信號(hào)phase (k)為y(k)的虛部,利用下式求取相位解模糊函數(shù)pr (k):
【文檔編號(hào)】G01S13/50GK103698757SQ201310751915
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】彭勃, 廖東平, 魏璽章 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)