一种目标微多普勒信号分离方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于信号分离方法，具体涉及一种目标微多普勒信号分离方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，有关micro-Doppler现象及其雷达目标识别应用的研究日渐增多。 Micro-Doppler用于描述不同于目标主体Doppler特征的某些运动部件的精细Doppler特 征。多数传统的雷达信号处理均假定目标具有刚性运动，然而现实情况中非刚性目标可谓 比比皆是，飞机发动机的旋转运动、舰船天线的扫描运动、以及地面车辆轮胎的滚动等皆属 此范畴。
[0003] 实际中经常遇到的微动形式主要是转动和振动，当目标具有运动部件时，如何从 雷达回波中更好地提取目标特征，其难点是由于运动部件回波的干涉，机体回波受到污染， 同时受机体回波的遮挡，从运动部件提取运动信息也愈发不易。因此，在进行信号处理时引 入了 "时频"域的概念，将信号放到一个二维的时频平面上来进行分析。
[0004] 时频分析的研究开始于20世纪40年代，对信号进行时频分析的方法可分为三类。 第一类方法为核函数分解，也称为线性时频描述。主要包括短时傅立叶变换和小波变换等。 第二类方法为能量分布，包括Wigner-Ville分布（WVD)、Page分布等。WVD的缺点是存在 互相关交叉项的问题，而且交叉项的幅度有时会高于信号自身。第三类高分辨时频变换是 自适应时频变换。这种方法可将一个信号分解成一组基本函数如Gabor函数(一个高斯调 制函数）的形式，完成信号的自适应频域和时域分解。
【发明内容】
[0005] 本的目的是针对现有技术缺陷，提供一种目标微多普勒信号分离方法。
[0006] 本发明是这样实现的：一种目标微多普勒信号分离方法，包括下述步骤：
[0007] 步骤一：初始值
[0008] 令循环阶数k=0,距离单元回波s (t)的剩余信号为Rk (t);
[0009] 步骤二：分数傅立叶变换
[0010] 对距离单元回波S(t)进行分数傅立叶变换；对转动角度Φ进行遍历，将不同 Φ对应的分数域谱幅度进行比较，记录最大值所对应的位置fksinct+tkcosct以及调频率 β k ;tk，fk和β k分别为信号的中心时刻，中心频率和频率调制率；
[0011] 步骤三：搜索
[0012] 在峰值区域里，以较小的步长作参数搜索以满足{tk, fk, a k, β J =arg maxRk(t), sk(t),得到最终的 ak、tk 和 fk ;
[0013] 步骤四：重构
[0014] 使用步骤三得到的参数，用下述公式进行重构
【主权项】
1. 一种目标微多普勒信号分离方法，其特征在于，包括下述步骤： 步骤一：初始值 令循环阶数k=0,距离单元回波S (t)的剩余信号为Rk (t); 步骤二：分数傅立叶变换 对距离单元回波s (t)进行分数傅立叶变换；对转动角度Φ进行遍历，将不同Φ对应 的分数域谱幅度进行比较，记录最大值所对应的位置fkSinct+tkCosct以及调频率i3k;tk， fk和β k分别为信号的中心时刻，中心频率和频率调制率； 步骤三：搜索 在峰值区域里，以较小的步长作参数搜索以满足{tk，fk, ak, 0k}=argmaxRk(t)，sk(t)， 得到最终的αk、tk和fk ; 步骤四：重构 使用步骤三得到的参数，用下述公式进行重构
同时将其从回波中滤除 Rk+1(t)=Rk(t)-Rk(t), sk(t)sk(t); 计算信号总能量； 步骤五：循环 重复步骤二~步骤四，当步骤四计算的信号能量低于外部给定的门限时，执行步骤 六； 步骤六：确定分量 用步骤五确定的β k对原信号做Chirplet分解，其中小的分量作为本体分量，大的分 量作为旋转振动部件分量，其中本体分量记为SB (t),旋转振动部件分量记为SK (t),该两给 分量为本申请的输出。
【专利摘要】本发明属于信号分离方法，具体涉及一种目标微多普勒信号分离方法。它包括：步骤一：初始值；步骤二：分数傅立叶变换；步骤三：搜索；在峰值区域里，以较小的步长作参数搜索以满足{tk,fk,αk,βk}=arg maxRk(t),sk(t)，得到最终的αk、tk和fk；步骤四：重构；步骤五：循环；重复步骤二～步骤四，当步骤四计算的信号能量低于外部给定的门限时，执行步骤六；步骤六：确定分量。使用本发明的效果是：精度高，计算量小。
【IPC分类】G01S7-41
【公开号】CN104656069
【申请号】CN201310606359
【发明人】陈文晶, 任红梅, 宁超
【申请人】北京环境特性研究所
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年11月25日