[發(fā)明專(zhuān)利]一種振動(dòng)目標(biāo)的二維微動(dòng)軌跡估計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810796582.7
• 申請(qǐng)日: 2018-07-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108983189B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 康文武;張?jiān)迫A;董曉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心
• 主分類(lèi)號(hào): G01S7/41
• 分類(lèi)號(hào): G01S7/41
• 代理公司: 北京方安思達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;武玥

1.一種振動(dòng)目標(biāo)的二維微動(dòng)軌跡估計(jì)方法，所述方法包括：

產(chǎn)生射頻雷達(dá)信號(hào)，通過(guò)發(fā)射天線進(jìn)行發(fā)射；

采用三個(gè)接收天線接收多個(gè)目標(biāo)的雷達(dá)回波，其中一個(gè)接收天線為發(fā)射天線；獲取每個(gè)天線接收到的回波信號(hào)；

對(duì)每個(gè)回波信號(hào)分段后進(jìn)行ICCD分解，將分解后的信號(hào)進(jìn)行拼接得到和原始回波信號(hào)同樣長(zhǎng)度的時(shí)域信號(hào)，由此獲取到信號(hào)的相位；

計(jì)算發(fā)射天線的接收回波處理后的信號(hào)和另兩個(gè)天線的接收回波處理后的信號(hào)之間的干涉相位，獲取的振動(dòng)目標(biāo)是二維微動(dòng)軌跡；

所述發(fā)射天線與其它兩個(gè)接收天線的連線構(gòu)成直角；

所述方法具體包括：

步驟1)產(chǎn)生射頻雷達(dá)信號(hào)，通過(guò)發(fā)射天線進(jìn)行發(fā)射；

所述的雷達(dá)信號(hào)的數(shù)學(xué)模型表示如下：

T(t)＝exp(j2πf_ct) (1)

其中，t表示時(shí)間，f_c表示基帶信號(hào)的頻率；

在固定時(shí)間段內(nèi)對(duì)T(t)信號(hào)進(jìn)行采樣，獲得N個(gè)離散的基帶發(fā)射信號(hào)序列T_n(t),n＝1,2…N；

步驟2)發(fā)射信號(hào)序列T_n(t),n＝1,2…N照射到目標(biāo)上后返回到接收機(jī)，接收天線i接收到的信號(hào)為R_nⁱ(t),n＝1,2…N，i＝1,2,3；第k個(gè)點(diǎn)目標(biāo)的后向散射系數(shù)為σ_k，第k個(gè)點(diǎn)目標(biāo)與接收天線i之間的距離為1≤k≤K，K為點(diǎn)目標(biāo)的總數(shù)，c為光速，則接收天線i接收到的信號(hào)為：

步驟3)將三個(gè)回波信號(hào)R_nⁱ(t)變換到時(shí)頻域，選取時(shí)頻矩陣第一行的數(shù)據(jù)，根據(jù)第一行數(shù)據(jù)的峰值位置確定信號(hào)分段的位置，將時(shí)域信號(hào)進(jìn)行分段；根據(jù)目標(biāo)數(shù)設(shè)定ICCD算法分解信號(hào)成分的參數(shù)；對(duì)每一段時(shí)域信號(hào)采用ICCD算法進(jìn)行分解，并將分解后的信號(hào)進(jìn)行拼接，得到和原始回波信號(hào)同樣長(zhǎng)度的時(shí)域信號(hào)；由此獲取到信號(hào)的相位；

步驟4)以發(fā)射天線為接收天線1，其它兩個(gè)天線為接收天線2和接收天線3，分別計(jì)算接收天線1和接收天線2以及接收天線1和接收天線3之間的干涉相位，利用干涉相位獲取振動(dòng)目標(biāo)的二維微動(dòng)軌跡；

所述步驟3)具體包括：

步驟3-1)將所述步驟2)獲得的離散接收信號(hào)序列R_nⁱ(t)進(jìn)行低通濾波處理，經(jīng)過(guò)低通濾波處理后的時(shí)域信號(hào)r_nⁱ(t),n＝1,2…N為：

步驟3-2)對(duì)獲得的低通濾波后的時(shí)域信號(hào)r_nⁱ(t)進(jìn)行短時(shí)傅里葉變換，得到時(shí)頻矩陣和時(shí)頻圖，選取時(shí)頻矩陣第一行的數(shù)據(jù)，根據(jù)第一行數(shù)據(jù)的峰值位置確定信號(hào)分段的位置，將時(shí)域信號(hào)進(jìn)行分段，使得每一段信號(hào)都沒(méi)有纏繞現(xiàn)象，時(shí)域信號(hào)被分成了M段；

步驟3-3)選取分解成分參數(shù)，將所述步驟3-2)分段后的時(shí)域信號(hào)分別應(yīng)用ICCD算法進(jìn)行分解，并將各段分解后的時(shí)域信號(hào)拼接起來(lái)，拼接后的時(shí)域信號(hào)具有所設(shè)置的分解成分參數(shù)的個(gè)數(shù)，每一個(gè)時(shí)域信號(hào)的長(zhǎng)度都為N，則天線i接收到的回波經(jīng)過(guò)分解后的第k個(gè)子信號(hào)n＝1,2…N為：

其中，是的幅度，是的相位。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的振動(dòng)目標(biāo)的二維微動(dòng)軌跡估計(jì)方法，其特征在于，所述步驟4)具體包括：

步驟4-1)以發(fā)射天線為接收天線1，接收天線1和接收天線2的處理后的回波的第k個(gè)子信號(hào)之間的干涉相位為：

步驟4-2)計(jì)算接收天線1和接收天線3處理后的回波的第k個(gè)子信號(hào)之間的干涉相位為：

步驟4-3)第k個(gè)散射目標(biāo)點(diǎn)P的二維微動(dòng)軌跡為：

其中，τ表示時(shí)間，λ表示發(fā)射電磁波的波長(zhǎng)，d是發(fā)射天線和接收天線1之間的距離，R₁是接收天線1與P點(diǎn)振動(dòng)中心的距離。