針對窄帶雷達旋翼微動特征參數(shù)提取問題,研究了一種變步長的微動目標參數(shù)高精度提取方法。首先提取出脈壓后旋翼目標所在距離單元內的回波,通過時頻分析和骨架提取,對旋翼最大瞬時微多普勒頻率進行估計;然后利用最大瞬時微多普勒頻率等先驗信息,對轉速搜索矩陣進行降維處理,將微動目標尺寸參數(shù)和轉速參數(shù)的二維聯(lián)合估計轉化為獨立估計,并采用變步長搜索過程實現(xiàn)參數(shù)的精確估計;最后,通過能量積累的方法估計出旋翼轉速,再進一步提取出目標的尺寸信息。仿真結果驗證了所提方法的可行性和有效性。 

【文章來源】：雷達科學與技術. 2019,17(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖１旋翼目標模型旋翼葉片上散射點的回波信號經脈沖壓縮后可表示為

據(jù)測不準原理，在所有可能的窗函數(shù)中，高斯窗函數(shù)能得到最好的時頻效果。對式（２）進行Ｇａｂｏｒ變換可以得到微動目標信號的時頻圖，其表達式［９］為ＳＴＦＴ（ｔｍ，ω）＝∫ｓＩＦ（ｔ＾，ｔｍ）１π１４槡σ·ｅｘｐ－（ｔｍ－ｔ′）２２σ２（）ｅｘｐ（－ｊωｔｍ）ｄｔ′（６）由式（５）可以看出，在時頻圖上，旋翼目標的微多普勒曲線是一個三參數(shù)的正弦曲線，信號的能量集中在曲線上。圖２給出了一個三旋翼目標，且每個旋翼上僅有葉尖處有散射點時的時頻特征曲線示意圖。由于時頻分析受到其分辨率的影響，直接提取參數(shù)的誤差較大，為了減少后續(xù)處理的運算量以及提高參數(shù)提取的準確度，從圖像域的角度出發(fā)，對時頻圖圖像進行閾值處理、平滑處理和二值化處理，而后提取出微動目標正弦曲線的骨架，此時的圖像矩陣中只包含“０”和“１”兩個值，其中“１”出現(xiàn)的位置即為特征曲線的骨架。這樣的骨架同樣表征了信號的頻率隨時間的變化規(guī)律，提取骨圖２時頻特征曲線示意圖架的表達式為Ｒｉｄｇｅ（ｔｍ）＝２ωｒｉｊλｓｉｎ（ωｔｍ＋θｉｊ）（７）由式（７）可知，此時可以通過時頻圖骨架準確地找出曲線的極值位置，從而提取出微動目標的最大瞬時微動頻率：ｆ＾ｍ－Ｄｍａｘ＝２ωｌλ（８）從式（８）可以看出，對于旋翼目標的轉速和尺寸參數(shù)估計，可以先估計其中一個參數(shù)，然后利用嚴格的數(shù)學關系估計出另外一個參數(shù)。下面本文提出一種

度，則需要將搜索步進設置為０．０１Δ，此時需要的運算量為Ｏ′＝（ω２－ω１）Ｎｒ０．０１Δ（１８）相對于遍歷式的搜索方法，變步長的搜索方法的運算量減少了ΔＯ＝Ｏ′－Ｏ＝９９（ω２－ω１）Δ－２０（）Ｎｒ（１９）在估計出旋翼目標轉速后，通過式（８）、式（１６）可以估計出目標的尺寸：ｌ＾＝λｆ＾ｍ－Ｄｍａｘ２ω＾（２０）本文提出的基于Ｇａｂｏｒ變換的變步長微動目標參數(shù)高精度提取方法的處理流程如圖３所示。圖３微動目標參數(shù)快速提取方法流程９０５２０１９年第５期夏賽強：一種變步長的微動目標參數(shù)高精度提取方法?????????????????????????????????????????????????


本文編號：3272678