[发明专利]一种估计空间弹头进动周期的目标微动特征提取方法

权利要求书

1.一种估计空间弹头进动周期的目标微动特征提取方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：弹头进动回波时频二维矩阵获取

利用线性时频分析方法对空间弹头目标回波进行时频变换，以频率序列为行，记作m，m∈[0,M-1]，M是总行数；以时间序列为列，记作n，n∈[0,N-1]，N是总列数，排列成弹头进动回波时频二维矩阵f(m,n)；

步骤二：计算循环幅度差矩阵

从时频二维矩阵f(m,n)中第一列开始，按列计算所选取的列与矩阵f(m,n)中所有列的循环幅度差，然后取各自最小值，存成一行；依次进行上述计算，得到时频二维矩阵f(m,n)对应的循环幅度差矩阵M_A，矩阵大小为N×N；

步骤三：计算平均循环幅度差系数

从M_A中第一个对角线开始，依次取出相应对角线全部元素并计算均值，得到包含N个元素的平均循环幅度差系数A_m(p)，p∈[0,N-1]是M_A中对角线序号；

步骤四：弹头进动周期估计

对A_m(p)的波谷位置进行搜索，然后对所有搜索到的波谷位置取平均值得进度周期估计值；

其中，在步骤一中，对弹头目标回波进行短时傅里叶变换；进动弹头目标圆环处散射表现为滑动型散射；

其中，步骤一中所在的坐标系为O-xyz，其中，O是弹头质心也为坐标系中心，x是横轴，y是纵轴，z是竖轴；弹头以O为支点围绕z轴进动，进动周期为f_d是进动频率，进动角大小为θ；由雷达目标特性得到弹头回波由A、B、C、D和E五个强散射点回波构成；依据离散傅里叶变换形式，计算弹头目标进动回波时频二维矩阵为

其中，m代表频率，n代表时间，l是时间变量，s[·]是弹头目标回波序列，h[·]是窗函数，e是指数函数，j是虚数单位；

其中，进动周期T_d≈3.846s；空间进动弹头圆环处散射点回波时频曲线是非理想正弦曲线形式，f_B是散射点B对应时频曲线理论值，f_C是散射点C对应时频曲线理论值；弹头目标回波是多分量信号，B、C两点时频曲线相互耦合叠加并出现断续现象，会导致传统目标特征提取方法出现误差；

其中，在步骤二中，从f(m,n)的n列中任意取两列n₁和n₂，记为f(m,n₁)和f(m,n₂)，计算两者的循环幅度差矩阵；循环幅度差公式为

其中，k∈[0,M-1]是频率变量，mod_M(m+k)表示m+k对M取模后的余数，f(mod_M(m+k),n₂)表示f(m,n₂)中第mod_M(m+k)个元素；

取循环幅度差最小值并进行归一化

其中min_k(A(k；n₁,n₂))表示按k取A(k；n₁,n₂)中所有元素的最小值；

按公式二和公式三顺序对f(m,n)中所有列两两计算循环幅度差，得到循环幅度差矩阵为

其中，A_m(0,0)表示n₁＝0，n₂＝0时对应的循环幅度差最小值，A_m(0,1)表示n₁＝0，n₂＝1时对应的循环幅度差最小值，依次类推，A_m(N-1,N-1)表示n₁＝N-1，n₂＝N-1时对应的循环幅度差最小值；

其中，在步骤三中，依次取循环幅度差矩阵M_A中第p个对角线上的所有元素，然后求均值得到平均循环幅度差系数为

A_m(p)＝mean(diag(M_A,p)) (公式五)

其中，mean表示均值，diag(M_A,p)＝{M_A(n₁,n₂),n₁＝n₂+p},p∈[0,N-1]；

其中，在步骤四中，对平均循环幅度差系数的波谷位置进行搜索，然后对Q个搜索到的波谷位置{n₁,n₂,…,n_Q}取平均值得到进度周期估计值q∈[1,Q]表示第q个波谷，T_R是雷达脉冲重复周期。