[发明专利]分段式徒动补偿方法

摘要

本发明涉及目标回波检测领域，特别涉及一种分段式徒动补偿方法。本发明的分段式徒动补偿方法，通过对直达波信号和回波信号进行分段处理计算分数阶互模糊函数再进行keystone变换，从而能够对外辐射源雷达回波信号进行有效的积累和徒动补偿。

主权项

一种分段式徒动补偿方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1、分别将直达波信号帧s(n)和目标回波信号帧y(n)划分为N₁个子帧，每个子帧的积累点数为N₂，且N₂满足2v_maxN₂/f_s＜c/B及其中，v_max为目标最大可能速度，β_0，max为最大的时延变化率速度，B为发射信号带宽，f_s为采样率，并将每个子帧的序号记为n₁＝0，...，N₁‑1，每个子帧积累点的序号记为n₂＝0，...，N₂‑1，每帧信号采样点的序号为n＝N₂n₁+n₂；步骤2、令N＝N₁×N₂，则n＝0，...，N‑1，设一帧的积累时间为T，则N＝T×f_s，则将直达波信号帧和目标回波信号帧进行p阶分数阶傅里叶域变换后输出的频谱序列的序列号为k＝N₁k₂+k₁，则计算直达波信号帧s(n)和目标回波信号帧y(n)的p阶分数阶互模糊函数为：${\mathrm{\χ}}_p(m,k_2,k_1)=A_p\left(N\right)e^{\mathrm{j\π}{\left((N_1{k}_2+k_1)\mathrm{\Δu}\right)}^2\cot \mathrm{\α}}\underset{n_1=0}{\overset{N_1-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{n_2=0}{\overset{N_2-1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Ω}{W}_{N_2}^{n_2{k}_2}{W}_{N_1}^{n_1{k}_1},$其中，$A_p\left(N\right)=\sqrt{(\sin \mathrm{\α}+j\cos \mathrm{\α})/N},\mathrm{\α}\stackrel{\mathrm{\Δ}}{=}\mathrm{p\π}/2,$Δt和Δu分别是时域和p阶分数阶傅里叶域的采样间隔，有Δu×Δt＝sinα/N；从而得到$\mathrm{\Ω}=s(n_1,n_2)y(n_1,n_2)e^{\mathrm{j\π}{\left((N_2{n}_1+n_2)\mathrm{\Δt}\right)}^2\cot \mathrm{\α}}{W}_N^{n_2{k}_1},$步骤3、由于满足则忽略子帧时间内的距离徒动，则：$y(n_1,n_2)\≈A_{0}x(n_1,n_2-(m_0-{\mathrm{\β}}_0{N}_2{n}_1))e^{j2\mathrm{\π}{k}_{\mathrm{dc}}(N_2{n}_1+n_2)}{e}^{\mathrm{j\π}{f}_{\mathrm{dr}}{(N_2{n}_1+n_2)}^2\mathrm{\Δ}{t}^2}+{\mathrm{\ω}}_2(n_1,n_2)$其中，A₀为回波信号幅值，m₀为离散时延，k_dc＝f_dcΔt，其中，f_dc为多普勒频率，f_dr为多普勒调频率；计算y(n₁，n₂)的阶分数阶互模拟函数得到${\mathrm{\χ}}_{\hat{p}}(m,k_2,k_1)=A_0{A}_p\left(N\right)e^{j2\mathrm{\π}{N}_1{k}_2{k}_1\mathrm{\Δ}{u}^2\cot \widehat{\mathrm{\α}}}\text{\·}$$\underset{n_1=0}{\overset{N_1-1}{\mathrm{\Σ}}}\left\{\underset{n_2=0}{\overset{N_2-1}{\mathrm{\Σ}}}\right[x^{*}(n_1,n_2-m)x(n_1,n_2-m_0+{\mathrm{\β}}_0{N}_2{n}_1)e^{j2\mathrm{\π}{k}_{\mathrm{dc}}(N_2{n}_1+n_2)}{W}_{N_2}^{n_2{k}_1}\left]W_{N_2}^{n_2{k}_2}\right\}{W}_{N_1}^{n_1{k}_1}$令$z(n_1,m,k_2,k_1)=\underset{n_2=0}{\overset{N_2-1}{\mathrm{\Σ}}}\left[x^{*}(n_1,n_2-m)x(n_1,n_2-m_0+{\mathrm{\β}}_0{N}_2{n}_1)e^{j2\mathrm{\π}{k}_{\mathrm{dc}}(N_2{n}_1+n_2)}{W}_{N_2}^{n_2{k}_1}\right]W_{N_2}^{n_2{k}_2}$步骤4、对z(n₁，m，k₂，k₁)中的m进行离散时间傅里叶变换，得到$Z(n_1,l,k_2,k_1)=X^{*}(n_1,l)X(n_1,\frac{l}{M}-\mathrm{\ξ})e^{j2\mathrm{\π}{n}_1{N}_2{\mathrm{\β}}_0(k_c+\frac{l}{M})}{e}^{j2\mathrm{\π}\frac{m_0}{N_2}(\mathrm{\ξ}-\frac{N_{2}l}{M})}{e}^{j2\mathrm{\π}{n}_1\mathrm{\ξ}{\mathrm{\β}}_0}$其中，M为时延总点数；β₀为时延变化率；k_c＝f_cΔt；f_c为雷达信号载波频率；步骤5、对Z(n₁，l，k₂，k₁)的n₁进行keystone变换，并令有$Z({\hat{n}}_1,l,k_2,k_1)=X^{\·}({\hat{n}}_1,l)X({\hat{n}}_1,\frac{N_{2}l}{M}-\mathrm{\ξ})e^{j2\mathrm{\π}{k}_d{\hat{n}}_1{N}_2}{e}^{j2\mathrm{\π}\frac{m_0}{N_2}(\mathrm{\ξ}-\frac{N_{2}l}{M})}{e}^{\frac{j2\mathrm{\π}{\mathrm{\β}}_0{k}_c{\hat{n}}_1\mathrm{\ξ}}{l/M+k_c}}$步骤6、再将进行第二次FFT变换回时域${\mathrm{\χ}}_{\hat{p}}(m,k_2,k_1)\≈A_0{A}_{\hat{p}}\left(N\right)e^{j2\mathrm{\π}{N}_1{k}_2{k}_1\mathrm{\Δ}{u}^2\cot \widehat{\mathrm{\α}}}\text{\·}$$\underset{{\hat{n}}_1=0}{\overset{N_1-1}{\mathrm{\Σ}}}\left\{\underset{n_2=0}{\overset{N_2-1}{\mathrm{\Σ}}}\right[x^{*}({\hat{n}}_1,n_2-m)x({\hat{n}}_1,n_2-m_0)e^{j2\mathrm{\π}{k}_{\mathrm{dc}}(N_2{\hat{n}}_1+n_2)}{e}^{j2\mathrm{\π}{\hat{n}}_1\mathrm{\ξ}{\mathrm{\β}}_0}{W}_{N_2}^{n_2{k}_1}\left]W_{N_2}^{n_2{k}_2}\right\}{W}_{N_1}^{{\hat{n}}_1{k}_1}$从而使得距离徒动得到补偿。