【技术实现步骤摘要】
一种基于涡旋电磁波雷达的加速运动目标参数估计方法
[0001]本专利技术属于雷达信号处理
，尤其涉及一种基于涡旋电磁波雷达的加速运动目标参数估计方法。
技术介绍
[0002]现有的运动目标检测技术主要以匀速运动为主，对做匀加速或变加速运动目标的检测技术较少，目前已发表的成果有：现有技术1提出了一种基于旋转多普勒效应的自旋加速度检测技术，其中加速度的最低分辨率为84πrad/s
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；现有技术2提出了一种基于涡旋电磁波的目标平动和自旋加速度的检测方法，当目标做匀加速运动时，在误差不大于5％的条件下的自旋加速度检测范围为[30π,210π]；当目标做变加速运动时，在误差不大于10％的条件下的自旋加速度变化系数检测范围为[190π,400π]。但该方法采用同时发射多模式OAM的方式解耦平动多普勒效应与旋转多普勒效应，这种方法对OAM的纯度有较高要求；且其只给出了初速度为零的情况下的实验结果，且加速度最低分辨率为30πrad/s
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。同时，上述方法和实验主要针对自旋速度较大的单散射点目标，这限...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于涡旋电磁波雷达的加速运动目标参数估计方法，其特征在于，所述基于涡旋电磁波雷达的加速运动目标参数估计方法包括：首先，通过对回波进行CWD时频分析，得到时频分布图；去除不可导点，并按列提取时频分析矩阵最大值得到多普勒频移曲线，再通过最小二乘法得到多普勒频移曲线斜率；其次，根据多普勒频移与加速运动目标参数之间的关系，估计运动目标的平动加速度、初速度、加速度变化系数和自旋加速度、初速度、加速度变化系数及初相；具体包括以下步骤：步骤一，利用均匀圆形阵列天线发射探测信号，根据发射的探测信号与运动目标的平动加速度、自旋加速度参数建立目标回波方程并进行差频处理；步骤二，对回波信号求导，提取多普勒频移，对回波信号进行CWD时频分析，得到时频图中的多普勒频移曲线的斜率；步骤三，判断运动目标为多散射点运动目标或单散射点运动目标；若为单散射点运动目标，则转向步骤四；若为多散射点运动目标，则转向步骤五；步骤四，基于不可导点特性与自旋运动参数之间的关系提取自旋运动参数，而后基于多普勒频移曲线斜率、自旋参数估计值，确定平动运动参数的估计值；步骤五，估计散射点的个数，而后划分不可导点，分别估计各个散射点的自旋参数，随后结合多普勒频移斜率确定目标平动参数估计值。2.如权利要求1所述基于涡旋电磁波雷达的加速运动目标参数估计方法，其特征在于，所述目标回波方程如下：；其中，为不可导点的横坐标，，为虚数单位，为偶极子的恒定电流密度矢量，为真空中的磁导率，为传输信号的角频率，为电偶极子长度，为UCA的半径，为阵元数目，为载波频率，表示接收天线与散射点之间的距离，为OAM模式数，为第一类阶贝塞尔函数，表示真空中的光速，和分别表示散射点的方位角和俯仰角，并且,表示某散射点处的散射强度，表示散射点，表示波数。3.如权利要求1所述基于涡旋电磁波雷达的加速运动目标参数估计方法，其特征在于，所述对回波信号求导，提取多普勒频移，对回波信号进行CWD时频分析，得到时频图中的多普勒频移曲线的斜率包括：首先，对回波信号求导，提取多普勒频移：当运动目标做匀加速运动时，多普勒频移计算公式如下：；
当运动目标做变加速运动时，多普勒频移计算公式如下：，其次，对回波信号进行CWD时频分析，得到时频图中的多普勒频移曲线的斜率、：匀加速：；变加速：；其中，和分别为目标平动与自旋初始速度，和分别为目标平动与自旋加速度变化系数，表示目标平动加速度，表示自旋加速度，为OAM模式数，为不可导点的横坐标，表示真空中的光速，为载波频率。4.如权利要求1所述基于涡旋电磁波雷达的加速运动目标参数估计方法，其特征在于，所述提取多普勒频移曲线中不可导点对应的横坐标，基于不可导点的横坐标与方位角之间的关系式计算自旋加速度、初速度、初相的估计值包括：当运动目标做匀加速自旋时，不可导点的横坐标t与方位角之间的关系...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱永忠，张玲玲，陈怡君，谢文宣，
申请(专利权)人：中国人民武装警察部队工程大学，
类型：发明
国别省市：
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