一种基于重排时频分析的角闪烁抑制方法技术

本发明专利技术涉及一种基于重排时频分析的角闪烁抑制方法，包括：S1：获取目标的若干路回波信号，若干路回波信号在三维空间上不同；S2：对若干路回波信号分别依次进行脉冲压缩、包络对齐、相位补偿、重排平滑伪Wigner‑Ville分布处理以及时频变换操作后，得到若干个时间‑距离‑多普勒三维图像；S3：在任一时刻对若干个时间‑距离‑多普勒三维图像分别进行采样，获取若干个距离‑多普勒图像；S4：对和路的单帧距离‑多普勒图像进行恒虚警率检测，得到目标的强散射中心点；S5：对强散射中心点进行单脉冲测角，计算得到强散射中心点的角误差；S6：对强散射中心点的角误差进行加权求和，得到目标的角误差。本发明专利技术方法可灵活应用于不同场景中。

【技术实现步骤摘要】
一种基于重排时频分析的角闪烁抑制方法
本专利技术属于雷达信号处理
，具体涉及一种基于重排时频分析的角闪烁抑制方法。
技术介绍
随着精确制导技术的不断发展，导弹应具有直接瞄准目标并打击其要害部位能力，这就要求雷达不仅能对目标整体进行测量和跟踪，还需要从角度上分辨出目标的不同部位，因此雷达必须具有很高的测角精度，但当导引头接近目标时，由于此时目标不再是点目标，而是由几个强散射中心组成的分布式目标，回波信号由这些散射中心的回波矢量合成，随着目标的相对运动，其散射中心不断在变化，即产生测角误差，角闪烁成为雷达测角的主要误差来源。因此，角闪烁抑制是精确制导过程中的重要步骤，具有重要的研究意义与实用价值。目前，角闪烁抑制方法主要分为基于雷达分集技术的方法、基于现代信号处理的方法和基于高分辨体制的方法。基于雷达分集技术的典型算法包括频率分集、空间分集和极化分集，该类算法大都需要改变雷达硬件结构和工作模式，会大大增加雷达系统复杂度；基于现代信号处理的方法的典型算法包括卡尔曼滤波方法和多模型交互算法，该类算法主要通过研究角闪烁统计模型，利用统计模型来描述角闪烁统计特性，但是对非线性噪声处理并不理想，且需要大量卷积运算，实用性并不显著；基于高分辨体制的方法，从角闪烁产生机理出发，也是角闪烁抑制的主要途径。典型算法包括基于高分辨距离像、基于频域高分辨像和基于高分辨距离-多普勒像算法，该类算法通过对回波信号进行一维距离像或者二维距离-多普勒像，将多个散射点在距离或者多普勒维分开，通常适用于低海情平稳情况，高海情下由于舰船等目标自身的横滚、俯仰和偏航影响，该类算法效果并不显著。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于重排时频分析的角闪烁抑制方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：本专利技术提供了一种基于重排时频分析的角闪烁抑制方法，包括：S1：获取目标的若干路回波信号，若干路回波信号在三维空间上不同；S2：对若干路回波信号分别依次进行脉冲压缩、包络对齐、相位补偿、重排平滑伪Wigner-Ville分布处理以及时频变换操作后，得到若干个时间-距离-多普勒三维图像；S3：在任一时刻对若干个所述时间-距离-多普勒三维图像分别进行采样，获取若干个距离-多普勒图像；S4：对和路的距离-多普勒图像进行恒虚警率检测，得到目标的强散射中心点；S5：对所述强散射中心点进行单脉冲测角，计算得到所述强散射中心点的角误差；S6：对所述强散射中心点的角误差进行加权求和，得到所述目标的角误差。在本专利技术的一个实施例中，所述S1包括：获取目标的三路回波信号，所述三路回波信号包括和路脉冲回波信号、方位差路脉冲回波信号和俯仰差路脉冲回波信号。在本专利技术的一个实施例中，所述S2包括：S21：对若干路回波信号分别进行脉冲压缩处理，得到若干路脉冲压缩回波信号；S22：对若干路所述脉冲压缩回波信号分别进行包络对齐处理，得到若干路包络对齐回波信号；S23：采用加权最小二乘法对相位梯度自聚焦进行相位误差估计，根据估计相位误差对若干路所述包络对齐回波信号分别进行相位补偿，得到若干路补偿回波信号；S24：对若干路所述补偿回波信号分别进行重排平滑伪Wigner-Ville分布处理以及时频变换操作，得到若干时间-距离-多普勒三维图像。在本专利技术的一个实施例中，所述S22包括：S221：对若干路所述脉冲压缩回波信号分别进行插值处理，得到若干路插值回波信号；S222：对和路插值回波信号进行傅里叶变换，得到其频域信号；S223：根据所述频域信号，计算得到每一个距离像与第一个距离像的第一相关函数，得到所述第一相关函数幅度最大值对应的第一移位数；S224：根据所述第一移位数，对若干路所述插值回波信号分别沿距离维进行一次移位，得到若干路一次对齐回波信号；S225：将和路的一次对齐回波信号的平均距离像作为参考距离像，对所述和路的一次对齐回波信号进行傅里叶变换，计算得到其每一个距离像与所述参考距离像的第二相关函数，得到所述第二相关函数幅度最大值对应的第二移位数，并根据所述第二移位数，对若干所述一次对齐回波信号分别沿距离维进行二次移位，得到若干所述包络对齐回波信号。在本专利技术的一个实施例中，所述S23包括：S231：计算得到和路的包络对齐回波信号中各距离单元的能量值；S232：根据预设的门限值，选取所述和路的若干距离单元的包络对齐回波信号；S233：对选取的所述和路的若干距离单元的包络对齐回波信号进行傅里叶变换，得到方位维复图像，并搜索选取的每个距离单元的包络对齐回波信号幅度最大值对应的散射点作为强散射点；S234：将所述强散射点的圆周移位到所述方位维复图像的中心，得到移位后的方位维复图像；S235：根据所述移位后的方位维复图像构造窗函数，并根据所述窗函数，消除未处于移位后的方位维复图像中心的点对相位梯度估计的影响；S236：对消除影响的移位后的方位维复图像进行逆傅里叶变换，得到与其对应的数据序列和自相关序列；S237：根据步骤S236中得到数据序列和自相关序列，利用最小二乘法计算得到估计相位误差；S238：根据所述估计相位误差对若干路所述包络对齐回波信号分别进行相位补偿，得到若干路补偿回波信号。在本专利技术的一个实施例中，所述S24包括：S241：对若干路所述补偿回波信号分别进行重排平滑伪Wigner-Ville分布处理，得到重排结果，其中，重排后分布在任意点处的值等于重排到这一点的所有重排平滑伪Wigner-Ville分布函数值和；S242：根据所述重排结果在每个距离单元上沿着方位维进行时频变换操作，得到若干个时间-距离-多普勒三维图像。在本专利技术的一个实施例中，所述S4包括：S41：对所述和路的距离-多普勒图像进行归一化处理，得到归一化图像；S42：采用两级CFAR检测方法对所述归一化图像进行检测，得到目标的强散射中心点。在本专利技术的一个实施例中，所述S5包括：对所述强散射中心点进行单脉冲测角，计算得到所述强散射中心点的方位角误差和俯仰角误差。在本专利技术的一个实施例中，所述S6包括：对所述强散射中心点的方位角误差和俯仰角误差分别进行加权求和，得到所述目标的方位角误差和俯仰角误差。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术的基于重排时频分析的角闪烁抑制方法，采用加权最小二乘法对相位梯度自聚焦进行相位误差估计，与普通自聚焦方法相比，本专利技术利用误差相位在一次方位回波上的冗余性，可以估计任意阶相位误差，且使得残余相位误差方差最小；而且并不要求杂波具有一定的模型，具有很强的鲁棒性，可以更广泛灵活地应用于不同场景之中；2.本专利技术的基于重排时频分析的角闪烁抑制方法，通过重排时频分析得到时间-距离-多普勒三维成像，并在此基础上进行单脉冲测角，与现有技术通过距离高分辨测角和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于重排时频分析的角闪烁抑制方法，其特征在于，包括：/nS1：获取目标的若干路回波信号，若干路回波信号在三维空间上不同；/nS2：对若干路回波信号分别依次进行脉冲压缩、包络对齐、相位补偿、重排平滑伪Wigner-Ville分布处理以及时频变换操作后，得到若干个时间-距离-多普勒三维图像；/nS3：在任一时刻对若干个所述时间-距离-多普勒三维图像分别进行采样，获取若干个距离-多普勒图像；/nS4：对和路的距离-多普勒图像进行恒虚警率检测，得到目标的强散射中心点；/nS5：对所述强散射中心点进行单脉冲测角，计算得到所述强散射中心点的角误差；/nS6：对所述强散射中心点的角误差进行加权求和，得到所述目标的角误差。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于重排时频分析的角闪烁抑制方法，其特征在于，包括：
S1：获取目标的若干路回波信号，若干路回波信号在三维空间上不同；
S2：对若干路回波信号分别依次进行脉冲压缩、包络对齐、相位补偿、重排平滑伪Wigner-Ville分布处理以及时频变换操作后，得到若干个时间-距离-多普勒三维图像；
S3：在任一时刻对若干个所述时间-距离-多普勒三维图像分别进行采样，获取若干个距离-多普勒图像；
S4：对和路的距离-多普勒图像进行恒虚警率检测，得到目标的强散射中心点；
S5：对所述强散射中心点进行单脉冲测角，计算得到所述强散射中心点的角误差；
S6：对所述强散射中心点的角误差进行加权求和，得到所述目标的角误差。


2.根据权利要求1所述的基于重排时频分析的角闪烁抑制方法，其特征在于，所述S1包括：
获取目标的三路回波信号，所述三路回波信号包括和路脉冲回波信号、方位差路脉冲回波信号和俯仰差路脉冲回波信号。


3.根据权利要求1所述的基于重排时频分析的角闪烁抑制方法，其特征在于，所述S2包括：
S21：对若干路回波信号分别进行脉冲压缩处理，得到若干路脉冲压缩回波信号；
S22：对若干路所述脉冲压缩回波信号分别进行包络对齐处理，得到若干路包络对齐回波信号；
S23：采用加权最小二乘法对相位梯度自聚焦进行相位误差估计，根据估计相位误差对若干路所述包络对齐回波信号分别进行相位补偿，得到若干路补偿回波信号；
S24：对若干路所述补偿回波信号分别进行重排平滑伪Wigner-Ville分布处理以及时频变换操作，得到若干时间-距离-多普勒三维图像。


4.根据权利要求3所述的基于重排时频分析的角闪烁抑制方法，其特征在于，所述S22包括：
S221：对若干路所述脉冲压缩回波信号分别进行插值处理，得到若干路插值回波信号；
S222：对和路插值回波信号进行傅里叶变换，得到其频域信号；
S223：根据所述频域信号，计算得到每一个距离像与第一个距离像的第一相关函数，得到所述第一相关函数幅度最大值对应的第一移位数；
S224：根据所述第一移位数，对若干路所述插值回波信号分别沿距离维进行一次移位，得到若干路一次对齐回波信号；
S225：将和路的一次对齐回波信号的平均距离像作为参考距离像，对所述和路的一次对齐回波信号进行傅里叶变换，计算得到其每一个距离像与所述参考距离像的第二相关函数，得到所述第二相关函数幅度最大值对应的第二移位数，并根据所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢荣，张水泉，刘峥，王晶晶，
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