[發明專利]一種基于隨機步進頻信號的空間目標微動信息獲取方法

有效

• 申請號: 201710081284.5
• 申請日: 2017-02-15
• 公開（公告）號: CN106990392B
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 劉進;吳其華;趙鋒;艾小鋒;楊建華;李永禎;馮德軍;徐振海;肖順平
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G01S7/292
• 分類號: G01S7/292;G01S13/28
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

1.一種基于隨機步進頻信號的空間目標微動信息獲取方法，其特征在于：該方法步驟如下：

步驟一：發射隨機步進頻雷達信號；

步驟二：對接收到的隨機步進頻信號回波使用壓縮感知技術進行稀疏重構，得到目標的高分辨一維距離像，以下簡稱HRRP；

步驟三：對一段慢時間域內的隨機步 進頻回波信號執行步驟一、步驟二的過程，得到目標的慢時間-HRRP譜；

步驟四：對得到的目標慢時間-HRRP譜通過時頻分析等參數提取算法獲取目標的微動信息。

2.根據權利要求1所述的一種基于隨機步進頻信號的空間目標微動信息獲取方法，其特征在于：步驟一所述的發射隨機步進頻雷達信號，具體是指將一N路子頻率的步進頻信號，隨機抽取其中M路子載頻信號，即得到隨機步進頻信號；其中，M＜＜N；

隨機步進頻發射信號s(t)可以表示為：

其中，t_p表示子信號脈沖寬度，T表示子信號脈沖重復周期，f_i指第i路子信號的頻率，t表示時間。

3.根據權利要求1所述的一種基于隨機步進頻信號的空間目標微動信息獲取方法，其特征在于：所述步驟二的具體實現過程如下：

將得到的隨機步進頻信號采樣回波寫成矩陣形式：

y＝φs (2)

其中，s＝s(t-τ)，τ表示回波時延，為一個M×N的信號抽取矩陣，對應發射隨機步進頻信號中K_i的取值，可以從N×N的單位矩陣隨機抽取M行得到，為保證隨機步進頻信號的重構精度，起始和終止的頻率信號需要被選取；

由于空間目標的HRRP具有稀疏特性，而HRRP由雷達回波時域信號進行IFFT變換得到，因此雷達回波時域信號可由HRRP的FFT變換來進行表征：

s＝ψH_m (3)

其中，H_m為t_m時刻的目標HRRP，為一個N×1維的矩陣，W_N＝exp(-2πj/N)，為N×N的傅里葉變換矩陣；

因此，有

y＝φs＝φψH_m＝ΦH_m (4)

其中，Φ＝φψ；由于φ為單位抽取矩陣，ψ為傅里葉變換矩陣，因此Φ也可以看作是對一個正交基隨機抽取得到的矩陣，滿足壓縮感知的約束等距特性；

考慮到存在噪聲或者干擾的情況，則有

y＝ΦH_m+n_m (5)

其中，n_m為M×1的矩陣，表示t_m時刻的噪聲水平；

通過求解下面的稀疏約束問題來得到目標的HRRP估計；

其中，||·||₀表示l₀范數，||·||₂表示l₂范數，ε為與噪聲水平相關的閾值；由于l₀范數的不連續性，通常將上述最優化問題轉化為l₁范數來進行求解，即

4.根據權利要求3所述的一種基于隨機步進頻信號的空間目標微動信息獲取方法，其特征在于：將最優化問題轉化為l₁范數來進行求解的算法可以使用凸優化算法、匹配跟蹤算法、正交匹配跟蹤算法、貝葉斯方法。