[发明专利]一种IPIX雷达回波数据时频分析方法及系统

权利要求书

1.一种IPIX雷达回波数据时频分析方法，其特征在于：包括以下步骤：

S101：获取IPIX雷达回波信号x(t)，并计算信号x(t)的最优旋转阶数；

S102：通过STFrFT方法处理信号x(t)，在最优旋转阶数下计算信号x(t)的短时分数阶傅里叶变换，得到信号x(t)的短时分数阶傅里叶变换时频分布；

S103：根据信号x(t)的短时分数阶傅里叶变换时频分布，计算STFrFT时频谱的瞬时频率；

S104：采用SET技术，以STFrFT时频谱的瞬时频率为基础，构建同步提取算子SEO；

S105：对STFrFT时频谱进行同步提取，获得IPIX雷达回波信号x(t)高聚集度的时频分布。

2.如权利要求1所述的一种IPIX雷达回波数据时频分析方法，其特征在于：步骤S101中，获取IPIX雷达回波信号x(t)，并计算信号x(t)的最优旋转阶数，具体包括：

S201：计算IPIX雷达回波信号x(t)的信号调频率，记为2a；

S202：对于信号x(t)，采用公式(1)计算信号x(t)的旋转角度α_opt：

其中,θ为调频率2a对应的角度；

S203：根据公式(2)计算信号x(t)的最优旋转阶数p_opt：

3.如权利要求2所述的一种IPIX雷达回波数据时频分析方法，其特征在于：步骤S102中，在最优旋转阶数下计算信号x(t)的短时分数阶傅里叶变换的方法为：

选择窗函数h(τ-t)，对信号x(t)进行处理；其中，所述窗函数为高斯窗，且长度为预设值；

在最优旋转阶数p_opt下，根据公式(3)计算信号x(t)的短时分数阶傅里叶变换STFrFT_p(t,ω)：

上式中，p为旋转阶数，p≠2n，n为任意整数；α为角度参数，即旋转角度，α与旋转阶数p的关系为α＝pπ/2；K_p(t,u)为核函数，其计算公式如公式(4)所示：

其中，为分数阶傅里叶变换结果的幅度；u为分数阶傅立叶变换域，简称分数域。

4.如权利要求3所述的一种IPIX雷达回波数据时频分析方法，其特征在于：步骤S103中，根据STFrFT_p(t,ω)，采用公式(5)计算STFrFT时频谱的瞬时频率ω₀(t,ω)：

5.如权利要求4所述的一种IPIX雷达回波数据时频分析方法，其特征在于：步骤S104中，采用公式(6)建立同步提取算子SEO：

上式中，h′表示窗函数的导数；STFrFT_p^h′(t,ω)表示信号在h′(τ-t)下计算得到的二维矩阵(t,ω)；Δω是离散频率间隔；σ＝Δω/2是判定阈值，根据不同信号在时频表示中的频率间隔设定；Re(g)表示取实部。

6.如权利要求5所述的一种IPIX雷达回波数据时频分析方法，其特征在于：步骤S105中，利用SEO算子对STFrFT时频谱进行同步提取，提取时频谱中脊线ω＝ω₀位置的时频系数，获得高聚集度的时频分布：

SET_p(t,ω)＝STFrFT_p(t,ω)·SEO(t,ω) (7)。