一种弹道目标回波信号时频特性估计方法与流程

技术特征：

1.一种弹道目标回波信号时频特性估计方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1，获取雷达在同一时间段接收到的多个波段回波信号，对所述多个波段回波信号依次进行平动补偿，得到补偿后的多个波段回波信号；对所述补偿后的多个波段回波信号中的每个波段回波信号采用相同的信号长度进行分段，从而得到每个波段回波信号的N个分段信号；N为大于零的正整数；

步骤2，选取所述多个波段回波信号中的任意一个波段回波信号作为主波段回波信号；获取多个波段回波信号中每个波段回波信号的第p个分段信号，p的初值为1，p＝1，...，N；

步骤3，对每个波段回波信号的第p个分段信号进行调频傅里叶基编码，得到每个波段回波信号的第p个分段信号的编码结果；

步骤4，根据所述每个波段回波信号的第p个分段信号的编码结果对主波段回波信号中第p个分段信号的编码结果进行联合稀疏化估计，从而得到主波段回波信号中第p个分段信号对应的主线性调频分量信号；

步骤5，将所述多个波段回波信号中每个波段回波信号的第p个分段信号分别减去所述主波段回波信号中第p个分段信号对应的主线性调频分量信号，得到多个波段回波信号中每个波段回波信号对应的残差信号；

步骤6，将所述每个波段回波信号对应的残差信号作为该波段回波信号最新对应的第p个分段信号，并依次重复执行步骤3-5，直到在所述主波段回波信号的第p个分段信号中分离出预设数量的主线性调频分量信号；

步骤7，令p的值加1，并依次重复执行步骤3-步骤6，直到p＞N；从而分别得到主波段回波信号中N个分段信号分别对应的主线性调频分量信号；

步骤8，将所述主波段回波信号中N个分段信号分别对应的主线性调频分量信号进行拼接，得到主波段回波信号的时频曲线。

2.根据权利要求1所述的一种弹道目标回波信号时频特性估计方法，其特征在于，步骤1中，对所述补偿后的多个波段回波信号中的每个波段回波信号采用相同的信号长度进行分段，从而得到每个波段回波信号的N个分段信号，其中，每个分段信号的长度小于或者等于目标进动周期的1/4。

3.根据权利要求1所述的一种弹道目标回波信号时频特性估计方法，其特征在于，步骤6中，直到在所述主波段回波信号的第p个分段信号中分离出预设数量的主线性调频分量信号中，预设数量指目标独立散射点的个数。

4.根据权利要求1所述的一种弹道目标回波信号时频特性估计方法，其特征在于，步骤3中，对每个波段回波信号的第p个分段信号进行调频傅里叶基编码，具体包括：

设置变换基原子为：

其中，M为第p个分段信号的信号长度，W_M为变换基原子的一部分，对应某一基频函数，且k为调频率参数，且k∈[-M/2：M/2-1]，f_c为中心频率，且f_c∈[0：M-1]，上标T表示矩阵转置；

根据所述变换基原子构造CF基矩阵Φ＝[C_-M/2F₀，…，C_M/2-1F₀，C_-M/2+1F₁，…，C_M/2-1F_M-1]，则根据所述CF基矩阵Φ得到第p个分段信号的编码结果x，且第p个分段信号的编码结果x满足：

其中，s为第p个分段信号，s_i为第p个分段信号中的目标独立散射点信号，i为第p个分段信号中的目标独立散射点信号的序号，且i＝1，…，I，I为分段信号中目标独立散射点的数量，I为大于零的正整数，x为对第p个分段信号进行调频傅里叶基编码的编码结果，n为噪声。

5.根据权利要求1所述的一种弹道目标回波信号时频特性估计方法，其特征在于，步骤4具体包括：

根据所述每个波段回波信号的第p个分段信号的编码结果对主波段回波信号中第p个分段信号的编码结果进行联合稀疏化估计，所述联合稀疏化估计表达式为：

$\hat{x}=\arg \underset{x}{\min }\left|\right|M\left(x\right)|{|}_{2,0}$

$\begin{array}{cc}s.t.& \left|\right|S-\mathrm{\Φ}\·x|{|}_F^2\≤threshold\end{array}$

其中，表示求解使得M(x)的混合l_2，0-范数最小的编码结果x的值，threshold表示设定的阈值，||·||_F表示求F-范数，M(x)用于表示x的结构稀疏性、一致性条件，且M(x)＝{x||(x₁)|＝|(x₂)|＝|(x_l)|＝...＝|(x_L)|}，L为雷达在同一时间段接收到的回波信号的波段总数，x₁，x₂，...，，x_l，...，x_L分别表示L个波段回波信号的第p个分段信号的编码结果，l＝1，2，...，L，L为正整数；

求解所述联合稀疏化估计表达式，得到主波段回波信号中第p个分段信号对应的主线性调频分量信号。

6.根据权利要求5所述的一种弹道目标回波信号时频特性估计方法，其特征在于，求解所述联合稀疏化估计表达式，得到主波段回波信号中第p个分段信号对应的主线性调频分量信号，具体包括：

给定调频率参数k，构建调频项基信号C_l(k，t)：

C_l(k，t)＝exp(-j2πα_lkt²)/M

其中，下标l＝1，2，...，L，α_l表示第l个波段频域尺度伸缩因子，分段信号S_l(t)与调频项基信号C_l(k，t)Hadamard相乘后变换至调频率-傅里叶域，根据频域最大值确定两者相关系数：其中，⊙表示Hadamard乘积，fft{·}表示对向量的快速傅里叶变换操作；

通过在[-M/2：M/2-1]范围内调节调频率参数k，选取相关系数Corr(k)达到最大时对应的调频率参数作为主线性调频分量估计结果对应的调频率参数：

根据调频率参数所对应的调频项基信号与分段信号的Hadamard积并变换至调频率-傅里叶域，利用傅里叶域峰值确定中心频率估计结果

其中，czt{·}表示对向量的CZT变换操作，估计得到主波段回波信号中第p个分段信号对应的调频率中心频率后，根据下式确定主波段回波信号中第p个分段信号对应的主线性调频分量信号

其中，conj(*)表示求取共轭信号。