[发明专利]低频段雷达目标微动特性估计方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达技术领域，具体地说，本发明涉及一种利用低频段雷达回波的微多普勒信号分析过程，进行雷达目标微动特性估计的方法。

背景技术

微动特征是雷达目标识别系统采用的主要特征之一。目标的振动、进动、转动等微动特征，蕴含着精细而稳定的有利特征和信息，一旦提取后即可作为识别的重要依据，对战场侦察、精确制导、交通监视、维稳反恐、灾害救援等具有重要的意义。雷达目标微多普勒频率与雷达的中心频率和目标的微动幅度成正比，当雷达波长与目标微动幅度可比拟，或者长于目标微动幅度时，雷达目标微多普勒调制幅度降低，本发明称这种雷达为低频段雷达。低频段雷达相比高频段的雷达系统技术更成熟，通常具有更远的作用距离，而且成本更低，应用范围广。

传统的目标微动特征估计主要依赖两大类手段：一是基于时频分布的微动估计方法；二是基于模型的参数化估计方法。基于时频分布的微动估计方法为了保证能够可靠提取微动特性，雷达的波长应至少小于目标的微动幅度，因此无法应用于低频段雷达微动估计问题中。基于模型的参数化估计方法不仅运算量大，在工程应用中实现困难，而且将目标微动视为标准正弦的理想形式，在非理想散射特性或复杂微动形式的条件下，无法对目标微多普勒信号进行处理。著作“The Micro-Doppler Effect in Radar[M]”（Artech House，2011）指出，因为雷达波长较长，对于小幅微多普勒调制的提取非常困难，提取小幅微多普勒调制的难题尚未解决。在我们所掌握的资料范围内，在低频段雷达目标小幅复杂微动特性估计技术领域，目前仍处于空白。

发明内容

本发明的目的在于，针对低频段雷达微动目标微多普勒幅度小及目标运动形式多样的问题，提出一种低频段雷达目标微动特性估计方法，通过采用新的正弦调频信号处理方法，将雷达频带的要求大幅降低，能够实现对低频段雷达目标微动特性的估计，同时，方法不受复杂微动形式和非理想散射点的限制，对各种微动形式具有相同的估计精度。

为表述清楚，首先定义正弦调频信号的加法运算、数乘运算和内积运算。设正弦调频离散信号正弦调频离散信号A_m为信号x₁(k)正弦频率调制分量的复系数，C_m为信号x₂(k)正弦频率调制分量的复系数，ω_m为信号x₁(k)、x₂(k)正弦频率调制分量的角频率，M为信号x₁(k)、x₂(k)正弦频率调制分量的个数。

正弦调频信号的加法运算“<+>”定义为：