【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于雷达
，涉及瞬时多普勒频率的估计方法，尤其涉及一种，用于估计空间进动目标的微多普勒频率。
技术介绍
表面光滑的目标在大气层外飞行时，为了保持姿态的稳定性，需要做自旋运动，当受到横向干扰时，在做自旋运动的同时还会绕空间另一定向轴做锥旋运动，这种运动形式被称为进动。美国海军实验室的V.C.Chen将进动定义为微运动的一种，并将微运动产生的雷达回波中的多普勒调制命名为微多普勒调制。由于目标的微运动可以反映其结构、尺寸、微动频率等重要物理特性，因此微多普勒调制对空间目标识别与参数估计有着重要的意义，而正确的从雷达回波中提取出微多普勒调制则是利用微动信息进行目标识别与参数估计的前提。现有的瞬时多普勒频率估计方法大致可以分为非参数化方法和参数化方法两类。非参数化方法一般首先计算信号的时频分布，然后通过跟踪时频分布图中的峰值来得到频率随时间的变化。例如邵长宇等提出的基于多目标跟踪的空间锥体目标微多普勒频率提取方法，该方法首先应用经典的短时傅里叶变换得到回波的时频分布图，然后通过多目标跟踪技术跟踪时频分布图上的时频曲线，从而达到提取目标各等效散射中心微多普勒频率的目的，但这种方法中用到的时频分析的方式存在着时间分辨率与频率分辨率相矛盾的问题，难以得到较高的瞬时频率估计精度；瞬时频率估计的另一类方法是参数化方法，与非参数化方法的区别在于需要利用信号的先验信息建立一个参数化的模型来描述信号，例如韩勋等提出的基于时变自回归模型的瞬时频率估计方法，该方法首先用P阶时变自回归模型来表示目标的回波信号，求得模型的时变参数，然后通过求信号功率谱密度极点...
【技术保护点】
一种基于瞬时调频率估计的进动目标的微多普勒提取方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1，建立空间进动锥体目标的等效散射点模型；根据等效散射点模型得到各等效散射点瞬时微多普勒频率的导数公式； 步骤2，雷达接收锥体目标的回波信号，再从回波信号中获取回波序列Sr(tm)； 步骤3，对回波序列Sr(tm)做短时傅里叶变换，得到回波序列的时频图，通过回波序列的时频图得到可视等效散射点的个数G以及正弦曲线的周期数目M； 步骤4，将回波序列分为4LM段的观测时间的回波段，L为正整数； 步骤5，将每一观测时间的回波段近似为T个线性调频信号分量的叠加，设定T等于可视等效散射点的数目G，用松弛解线调频的方法得到每个线性调频信号分量的调频率估计值，总共得到4LM*G个线性调频信号分量的调频率估计值；*表示乘号； 步骤6，根据各等效散射点瞬时微多普勒频率的导数公式建立等效散射点瞬时微多普勒频率导数模型，然后用随机抽样一致性算法处理4LM*G个线性调频信号分量的调频率估计值，得到G条调频率曲线； 步骤7，对G条调频率曲线分别做积分运算，得到G条瞬时微多普勒频率的估计曲线。
【技术特征摘要】
1.一种基于瞬时调频率估计的进动目标的微多普勒提取方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1，建立空间进动锥体目标的等效散射点模型；根据等效散射点模型得到各等效散射点瞬时微多普勒频率的导数公式； 步骤2，雷达接收锥体目标的回波信号，再从回波信号中获取回波序列SJtm)； 步骤3，对回波序列SJtm)做短时傅里叶变换，得到回波序列的时频图，通过回波序列的时频图得到可视等效散射点的个数G以及正弦曲线的周期数目M ； 步骤4，将回波序列分为4LM段的观测时间的回波段，L为正整数； 步骤5，将每一观测时间的回波段近似为T个线性调频信号分量的叠加，设定T等于可视等效散射点的数目G，用松弛解线调频的方法得到每个线性调频信号分量的调频率估计值，总共得到4LM*G个线性调频信号分量的调频率估计值；*表示乘号； 步骤6，根据各等效散射点瞬时微多普勒频率的导数公式建立等效散射点瞬时微多普勒频率导数模型，然后用随机抽样一致性算法处理4LM*G个线性调频信号分量的调频率估计值，得到G条调频率曲线； 步骤7，对G条调频率曲线分别做积分运算，得到G条瞬时微多普勒频率的估计曲线。2.根据权利要求1所述的基于瞬时调频率估计的进动目标的微多普勒提取方法，其特征在于，步骤I具体包括以下子步骤: Ia)所述空间进动锥体目标为无尾翼的光滑锥体目标，其等效散射点为点P1、点P2和点P3,点P1、点P2和点P3为无尾翼的光滑锥体目标的等效散射点，点P1和点P2为锥体目标的底部边缘上的两点，点P3为锥顶上的点，锥体目标高度为H,旋转中心距底面距离为h,底面半径为r，雷达位于雷达坐标系(U，V，W)的原点Q，锥体目标位于雷达远场区域，方位角为α，俯仰角为β，(X, Y, Ζ)表示与雷达坐标系平行的参考坐标系，锥体目标坐标系(x，y，z)，初始时刻锥体目标坐标系与雷达坐标系平行，两坐标系原点之间的距离为Rtl,锥体目标坐标系的原点为锥体目标的质心，锥体目标坐标系的ζ轴为锥体目标的对称轴,锥旋轴OC在yOz平面内，建立如下式所示的新坐标系(Xn，Yn，Zn):Zn = M(t).z0Xn = rL0SXZnYn = ZnXXn 其中，M(t)表示锥体目标的微动矩阵，Zci表示初始时刻锥体目标对称轴的单位方向矢量，即Ztl = (O, O, I)τ，上标T是转置符号，rLOS表示雷达视线在初始时刻锥体目标坐标系中的单位方向向量，即 rLOS = (cos α.sin β , sin α.sin β，-cos β )τ,设定 α =90。,则rLOS = (O, sin β , -cos β )τ,符号 X 表示叉乘； lb)设定锥体目标只存在进动或平动已经被完全补偿，即锥体目标除绕其对称轴Oz以角速度ω s做自旋运动外,还绕锥旋轴OC以角速度ω。做锥旋运动，轴OC和轴Oz之间的夹角为Θ，称为进动角； 微动矩阵M(t)公式具体形式如下: 3.根据权利要求2所述的基于瞬时调频率估计的进动目标的微多普勒提取方法，其特征在于，步骤2具体包括以下子步骤: 2a)雷达...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜兰，曹文杰，张磊，肖金国，刘宏伟，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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