[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

本發明涉及一種基于隨機步進頻信號的空間目標微動信息獲取方法：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進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。本發明的有益效果：第一，利用壓縮感知技術實現了微動特征提取中采樣數據量的減少，減輕了數據存儲的壓力；第二，節省了頻率資源，減輕了信號產生設備的壓力；第三，本發明應用范圍寬，此方法同樣可以應用于常規步進頻信號部分缺失采樣數據的處理。

【技術領域】

本發明屬于雷達信號處理領域，具體涉及到微動目標信號處理技術，更進一步來說是針對空間目標提出了一種基于隨機步進頻信號的空間目標微動信息獲取方法。

【背景技術】

作為空間目標識別的重要特征之一，微動參數測量與分析具有重要的意義。在暗室測量實驗中，常采用步進頻信號，對得到的慢時間回波信號進行時頻分析等信號處理方法得到目標微動參數。需要采集的數據包括各子頻點回波數據以及慢時間采樣數據，數據量比較大，在信號產生設備、信號處理設備與數據存儲等方面對雷達系統帶來極大的負擔；另外如果在實驗過程中有頻點采樣數據的丟失，傳統的處理方法將失效。近年來，隨著壓縮感知技術的興起與發展，由于空間目標HRRP(High Resolution Range Profile,高分辨一維距離像)在高頻區具有稀疏性(周劍雄，石志廣，胡磊，付強.基于頻域稀疏非均勻采樣的雷達目標一維高分辨成像.電子學報.40(5),2012:926-934)，壓縮感知技術在彈道目標暗室實驗中也得到了較多應用，目前研究較多的是采用隨機發射步進頻信號的部分頻率脈沖的方式在大量減少采樣數據的基礎上通過壓縮感知稀疏重構的方式恢復出全頻點回波數據，進行目標的高分辨成像(ANDREW N.O’DONNELL. Compressed Sensing for RadarSignature Analysis.IEEE TRANSACTIONS ON AEROSPACE AND ELECTRONICSYSTEMS.2013,pp:2631-2639)。本發明結合微動信息獲取的需要，首先發射隨機步進頻信號，通過壓縮感知方法恢復出目標的HRRP，在此基礎上得到慢時間-HRRP譜進行微動特征獲取，在實際應用中此方法也適用于部分采樣數據缺失時的處理。

【發明內容】

本發明的目的在于提供一種基于隨機步進頻信號的空間目標微動信息獲取方法，利用壓縮感知技術通過發射隨機步進頻信號的方式進行非均勻采樣實現減少數據量基礎上的空間目標微動信息獲取。為了達到上述目的，本發明采取的技術方案如下：

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。

其中，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(M＜＜N)路子載頻信號，即得到隨機步進頻信號。

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。

其中，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)