[發明專利]一種基于S-Method時頻分解的機動目標自適應補償檢測方法

在審

• 申請號: 201410468116.8
• 申請日: 2014-09-15
• 公開（公告）號: CN104217119A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 位寅生;張朕滔
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G01S7/41;G01S13/88;G01S13/50
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

1.一種基于S-Method時頻分解的機動目標自適應補償檢測方法，其特征在于，所述方法的實現過程為：?

步驟一：對待檢測信號進行S-Method時頻分解，所述待檢測信號是指雷達接收機動目標反射回來的信號；?

步驟二：根據S-Method時頻分解結果，自適應的尋找其時頻分布曲線；?

步驟三：對時頻分布曲線函數進行數值積分，得到信號的時-相關系序列，由此構造補償信號，對待檢測信號進行相位的自適應補償；?

步驟四：對補償后的信號進行FFT變換和門限檢測，進而判斷是否存在機動目標。?

2.根據權利要求1所述的一種基于S-Method時頻分解的機動目標自適應補償檢測方法，其特征在于，在步驟一中：所述待檢測信號的目標回波信號為：?

假設在一個相干處理時間內，目標處在同一距離分辨單元，對同一距離門的信號進行處理，采樣頻率與雷達脈沖頻率相同，設待檢測目標為飛機，其初速度為v₀，加速度為a；則初時刻的多普勒頻率?

其調頻率?

目標回波表達為：?

t表示時間，A表示信號幅度；?

若采樣頻率為f_s，則采樣間隔T_S＝1/f_s，t＝nT_s；故?

式中，A表示回波信號的幅度，S_a(n)為信號在nT_s時刻的采樣。?

3.根據權利要求2所述的一種基于S-Method時頻分解的機動目標自適應補償檢測方法，其特征在于，在步驟一中，所述S-Method的表達式為：?

式中，L表示由短時傅立葉變換到S-Method變換的頻窗長度，n表示信號的離散時間采樣，?k表示信號的離散頻率；N為信號總的采樣點數。?

4.根據權利要求3所述的一種基于S-Method時頻分解的機動目標自適應補償檢測方法，其特征在于，在步驟二中，得到信號的S-Method時頻分解結果后，通過以下步驟搜索信號的時頻分布曲線：?

設信號x(n)的S-Method時頻分解結果為M行N列的矩陣SM(k,n)；其中k表示頻率，n表示時間；l(n)是一個一維的向量，表示信號時頻域上的分布曲線，(i,l(i))表示信號時頻分布曲線上一點在時頻平面上的坐標；∏_L是一個集合，存儲信號在時頻域內可能的分布曲線；?

步驟二(一)、尋找信號在S-Method時頻平面中，每個時間點n對應的能量的最大值S_max(n)和和能量最大值點的頻率坐標k_max(n)，?

假設最大值點S_max(n)中，至少有一個會落在信號的時頻分布曲線l_max(n)上；?

步驟二(二)、對每一個i∈{0,1,...,N-1}時間點，在時頻域上找到經過坐標(i,k_max(i))的時頻曲線l_i(n)：?

(1)、讓曲線l_i(n)以(i,k_max(i))為起始點：?

l_i(i)＝k_max(i)????????????????(13)?

(2)、依次向右，尋找曲線經過的點，對p＝t+1,t+2,…,N，有：?

K是一個點集，表示從曲線上一點搜索該點右側一點時的搜索范圍:K＝{k|l_i(p-1)-D≤k≤l_i(p-1)+D}；其中，稱變量D為最大步進頻率；?

(3)、同理，以(i,k_max(i))為起始點依次向左，尋找曲線左側經過的點；對p＝t-1,t-2,…,1，有：?

點集K＝{k|l_i(p+1)-D≤k≤l_i(p+1)+D}?

步驟二(三)、算出曲線l_i(n)上的總能量：?

步驟二(四)、找出使J_i的值最大的曲線，作為信號的時頻分布曲線：?

。

5.根據權利要求4所述的一種基于S-Method時頻分解的機動目標自適應補償檢測方法，其特征在于，在步驟三中，相位的自適應補償為：?

由l_max(n)可知，信號的時頻關系為：?

f＝l_max(n)??????????????????(18)?

信號的相位與頻率存在的積分關系為：?

式中，f(t)為連續時間信號在t時刻的瞬時頻率，為瞬時相位；由此，我們利用數值積分關系，有：?

由此構造補償信號?

對待檢測信號進行補償?

S_c＝S_aS_b?????????????????????(22)?

S_a表示目標回波信號，S_b為構造的補償信號，S_c為補償后的信號，為單頻信號；?

將待檢測信號補償為單頻信號，再進行FFT及門限檢測。?