[0052] 微动周期估计单元，用于捜索傅立叶变换结果的最大值，将该该最大值置零，再次 捜索傅立叶变换结果的最大值，并记录该最大值的位置q，则目标的微动周期估计为:4N/(q XPRF)〇
【附图说明】
[0053]图1为本实施例方法的流程图；
[0054] 图2为本实施例系统的连接框图；
[0055] 图3为本实施例计算模块的连接框图；
[0056] 图4为本实施例估计模块的连接框图；
[0057] 图5为本实施例的回波信号的短时傅里叶变换时频分布图；
[0058] 图6为本实施例对高机动目标多普勒频率解模糊和整体平动多普勒频率估计示意 图；
[0059] 图7为本实施例对高机动目标整体平动补偿效果示意图；
[0060] 图8为本实施例对高机动目标进行微动信号提取后得到的信号自相关示意图。
【具体实施方式】
[0061] W下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并 非用于限定本发明的范围。
[0062] 本实施例的一种高机动目标微动周期计算方法，如图1所示，具体包括W下步骤：
[0063] 步骤 1，雷达采集目标的回波x，x= {xi，X2, . . .，xi,...，抑}，i=l，2, . . .，N，N为脉 冲积累数，Χι为回波信号X在第i个脉冲时间的值。
[0064] 步骤2，根据目标的回波信号计算得到目标整体平动估计值。
[0065] (A)对回波信号X进行短时傅里叶变换：
[0066]
(1)
[0067]其中，·)是时频分析窗函数的共辆函数，τ和t为时间变量，ω为角频率;Xmxn= (Xi，X2,. . .，Xi，. . .，Xn}为MXN的矩阵，Xn是Μ维向量，Xi为时频分布Xmxn第i列的值，i=l， 2,...，N，M是时频分析的频点数。
[0068] (B)捜索并记录时频分布Xmxn每一列的最大值位置。
[0069] 对于Xmxn的每一列Xi，i=l，2，...，N，记录其幅度最大值所在的位置hi，i=l， 2，. . .，N，得到N个位置值化1山，...加}山￡{1，2，. . .，M}。
[0070] 利用最大值位置hi,计算目标在第i个脉冲时间上的瞬时多普勒频率值fbi，得到目 标的瞬时多普勒频率打={打1，打2,. . .，fbi，. . .，fbN}:
[0071] fbi= -PRF/2+(PRF·hi)/M (2)
[0072] 其中，i=l，2，...，N，PRF为雷达的脉冲重复频率。
[0073] (C)计算目标多普勒频率的模糊次数。
[0074] 对目标的瞬时多普勒频率值打={打1，打2,...，打1，. . .，fbN}进行差分运算：
[0075] fai=fb(i+i)-fbi (3)
[0076] 得到瞬时多普勒频率差分值fa={fal，fa2, . . .，fai，. . .，faN-l}。对每一个瞬时多普 勒频率差分值fai，判断其是否满足条件:abs(fai)>PRF/2,若满足，则记录该值所在的位置Ρη，η=1，2，. ..，Κ，ρηΕ{1，2，. ..，N-1}，该位置即是多普勒发生模糊的位置，其中，abs( ·) 为取绝对值运算，K为模糊次数。
[0077] (D)对瞬时多普勒频率解模糊。
[0078] 多普勒频率每模糊一次，真值与测量值之间就会相差一个PRF值，随着模糊次数的 增加，真值和测量值之间的差异WPRF的整数倍累积。根据运一特点，依次判断多普勒频率 的模糊情况，每模糊一次，则补偿一个PRF值，多普勒频率解模糊可按下式进行：
[0079] fd=fb(pn：N)+PRF, (4)
[0080] 式中，打(pn:N)为取从位置Pn至位置N的瞬时多普勒频率值fb，n=l，2,...，Κ。
[0081] 利用最小二乘法对解模糊后的瞬时多普勒频率值fd进行直线拟合，从而得到目标 整体平动的估计。令：
[0082] fd=ait+ao (5)
[0083] 其中，ai，a日为直线拟合系数。则拟合误差为：
[0084] e=ait+a〇-fd (6)
[0085] 令
，将(6)式写为矩阵形式
[0086] e=TA-fd (7)
[0087] (7)式的最小二乘解为：il= (r7V7X。
[00则可得目标整体平动的估计值又= ,1，矣2,…，厶,}=虹1。
[0089] 步骤3，对目标的回波信号X进行整体平动补偿。
[0090] 根据目标整体平动估计值尤，计算目标整体平动的瞬时相位值:θ= {01，02,...， %}，其中
1 = 1，2，...，N，对目标的回波信号X进行整体平动补偿，得到运 动补偿后的微动信号：
[0091] Xmd=x·exp(-j23T0) (8)
[0092] 步骤4，估计目标的微动周期。
[0093] (a)计算微动信号xmd的自相关序列，得到微动信号的自相关序列。
[0096] 得到微动信号Xmd的自相关序列R={Ri，R2,...化，...，Rn}。
[0097] (b)求取微动信号自相关序列的绝对值。
[0098] (C)对自相关序列的绝对值做4N点傅立叶变换：
[0099]G=fft(abs(R)) (11)
[0100] 其中，fft( ·)为傅立叶变换运算。
[0101] (d)捜索傅立叶变换结果G的最大值，将该最大值置零，再次捜索傅立叶变换结果 的最大值，并记录该最大值的位置q，则目标的微动周期估计为：
[0102]C= 4N/(qXPRF) (12)
[0103] 本实施例的一种高机动目标微动周期计算系统，如图2所示，包括：
[0104] 采集模块，用于采集目标的回波信号x，x={xi，x2,. . .，xi,. . .，XN}，i=l，2,...， N，N为脉冲数，xi为回波信号X在第i个脉冲时间的值；
[0105] 计算模块，用于根据目标的回波信号计算得到目标整体平动估计值；
[0106] 平动补偿模块，用于利用目标整体平动估计值进行整体平动补偿，得到补偿后的 微动信号；
[0107]估计模块，用于利用补偿后的微动信号估计目标周期。
[0108]本实施例通过目标的多普勒模糊进行处理，并对目标的整体平动进行补偿后提取 目标的微动信号，使估计得到的目标微动周期更加准确。
[0109] 如图3所示，本实施例的计算模块包括：
[0110] 变换单元，用于对回波信号X进行短时傅里叶变换得到回波信号X的时频分布Xmxn, Xmxn={Xi，X2,. . .，Xi，. . .，XN}，i=l，2,. . .，N，N为脉冲数，Xi为X的时频分布Xmxn在第i个脉 冲时间的值，Xi是Μ维向量，Μ是时频分析的频点数；
[0111] 记录单元，用于记录时频分布Xmxn每一列的最大值所在的位置hi,山￡{1，2,...，M}，i=l，2, . . .，N，根据位置值hi计算目标的瞬时多普勒频率值fb，fb={fbi，fb2,...， fbi, . . . ,fbN},i二 1,2, . . . ,Ν;
[0112] 差分分析单元，用于对目标的瞬时多普勒频率值fb进行差分分析，得到瞬时多普 勒频率差分值fa={fal，fa2,. . .，fai，. . .，faN-l}，fai=打(i+O-fbi，根据瞬时多普勒频率差分 值判断得到多普勒发生模糊的位置;捜索瞬时多普勒频率差分值中满足abs(fa)>PRF/2的 位置Ρη，η=1，2,. . .，Κ,ρηΕ{1，2,. . .，N-1}，则该位置即是多普勒发生模糊的位置;其中abs (·)为取绝对值运算，K为模糊次数，PRF为雷达的脉冲重复频率；
[0113] 解模糊单元，用于在多普勒发生模糊的位置对瞬时多普勒频率进行解模糊，得到 解模糊后的瞬时多普勒频率值fd，对fd进行直线拟合得到目标整体平动估计值。
[0114] 解模糊单元还用于按照W下方法计算得到解模糊后的瞬时多普勒频率值fd和目 标整体平动估计值足；
[0115] fd=fb(pn：N)+PRF
[0116] 其中，n=l，2,. . .，Κ，打(Pn:N)为取从位置pn至位置N的瞬时多普勒频率值打；
[0117] 对瞬时多普勒频率值fd采用最小二乘法进行直线拟合，得到目标整体平动估计值 尤,={元。又2，·..，.^,}二材，其中
，，上标'为转置运 算，i=l，2,. . .，N。
[0118] 如图4所示，本实施例的估计模块包括：
[0119] 自相关计算单元，用于计算微动信号的自相关，得到微动信号的自相关序列；
[0120] 绝对值计算单元，用于求取微动信号自相关序列的绝对值；
[0121 ]傅立叶变换单元，用于对自相关序列的绝对值进行4N点的傅立叶变换；
[0122] 微动周期估计单元，用于捜索傅立叶变换结果的最大值，将该该最大值置零，再次 捜索傅立叶变换结果的最大值，并记录该最大值的位置q，则目标的微动周期估计为:4N/(q XPRF)〇
[0123]本实施例的效果通过W下对实测数据的实验进一步