本發(fā)明涉及雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種基于脈內(nèi)干涉的太赫茲寬帶雷達(dá)微多普勒解模糊方法。

背景技術(shù)：

利用雷達(dá)手段實(shí)現(xiàn)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)特征提取是一種廣泛使用的方法，具有全天時(shí)、全天候、高精度等特點(diǎn)，在遙感測(cè)量、軍事偵察等方面具有十分重要的應(yīng)用。太赫茲(Terahertz,THz)頻段通常指頻率在0.1THz到10THz(對(duì)應(yīng)波長30μm-3mm)之間的電磁波，其頻率介于毫米波與紅外光之間，處于宏觀電子學(xué)向微觀光子學(xué)的過渡頻段，在電磁波譜中占有很特殊的位置，具有與其它波段不同的特殊性質(zhì)。近年來，隨著太赫茲源、檢測(cè)和相關(guān)器件的突破，太赫茲雷達(dá)技術(shù)發(fā)展迅速，在高分辨成像和運(yùn)動(dòng)精細(xì)測(cè)量方面逐漸顯現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。

微動(dòng)(Micro-motion)指的是目標(biāo)或目標(biāo)部件除質(zhì)心平動(dòng)以外的振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)等微小運(yùn)動(dòng)，最早由美國海軍實(shí)驗(yàn)室的V.C.Chen教授提出，由微動(dòng)引起的多普勒頻移稱為微多普勒(Micro-Doppler)。自然界和生活中的微動(dòng)現(xiàn)象十分普遍，比如人體的呼吸心跳，直升機(jī)旋翼的旋轉(zhuǎn)，車輛橋梁等的振動(dòng)等等，

然而在實(shí)際測(cè)量中，根據(jù)采樣定理，雷達(dá)信號(hào)的脈沖重復(fù)頻率(pulse repetition frequency,PRF)限定了只有-PRF/2到PRF/2之間的頻率能被直接觀測(cè)到。當(dāng)多普勒值位于-PRF/2到PRF/2之外時(shí)，將發(fā)生模糊。太赫茲雷達(dá)由于其較高的載頻，相比常規(guī)的微波雷達(dá)，對(duì)目標(biāo)微動(dòng)有其敏感性，這是太赫茲雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)；但是，較高的載頻也使得在太赫茲頻段目標(biāo)微多普勒值極易超出觀測(cè)范圍而模糊。

同時(shí)利用雷達(dá)設(shè)備對(duì)這些旋轉(zhuǎn)目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)有十分重要的意義。但是這些旋轉(zhuǎn)目標(biāo)在運(yùn)動(dòng)中由于機(jī)械原因或者外部作用力的原因往往會(huì)伴隨著振動(dòng)干擾，對(duì)這些目標(biāo)的振動(dòng)情況同樣需要進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過對(duì)振動(dòng)的監(jiān)測(cè)，可以為設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和安全性提供重要的輔助信息。

利用雷達(dá)手段實(shí)現(xiàn)目標(biāo)微動(dòng)參數(shù)估計(jì)已經(jīng)有相當(dāng)廣泛的研究，然而太赫茲頻段的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。在微波段已有學(xué)者對(duì)微多普勒模糊問題進(jìn)行了研究，主要是從雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和信號(hào)處理兩個(gè)方面進(jìn)行考慮。

現(xiàn)有技術(shù)中：

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，主要是進(jìn)行多通道和多重頻測(cè)量。多通道是通過將大天線分裂為幾個(gè)小天線或者將幾個(gè)天線分置于不同的平臺(tái)來形成多通道，利用多通道數(shù)據(jù)的聯(lián)合處理來實(shí)現(xiàn)多普勒解模糊。多重頻是通過需要發(fā)射多重頻(通常是2～3個(gè))脈沖串以實(shí)現(xiàn)模糊性。

在信號(hào)處理方面，主要是通過信號(hào)域和時(shí)頻域，利用目標(biāo)先驗(yàn)信息，采用數(shù)字圖像處理領(lǐng)域的逆Radon變換、Hough變換等方法對(duì)模糊的時(shí)頻曲線進(jìn)行校正或者補(bǔ)償以實(shí)現(xiàn)微多普勒解模糊。

上述現(xiàn)有微多普勒解模糊方案中，多通道和多重頻測(cè)量都有其固有問題，且嚴(yán)重增加了雷達(dá)系統(tǒng)的復(fù)雜度，使得系統(tǒng)穩(wěn)定性和實(shí)用性惡化?，F(xiàn)有信號(hào)處理的手段綜合來說具有過程復(fù)雜、計(jì)算量大、普適性差等問題，難以在實(shí)際系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。因此，如何快速高效的實(shí)現(xiàn)微多普勒解模糊，充分發(fā)揮太赫茲雷達(dá)微多普勒敏感性的優(yōu)勢(shì)并同時(shí)實(shí)現(xiàn)解模糊問題仍是一個(gè)有待研究的問題，針對(duì)這一問題，當(dāng)前并沒有有效的手段。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于脈內(nèi)干涉的太赫茲寬帶雷達(dá)微多普勒解模糊方法，該發(fā)明解決了寬帶雷達(dá)微動(dòng)目標(biāo)微多普勒解模糊的技術(shù)問題。

本發(fā)明提供一種基于脈內(nèi)干涉的太赫茲寬帶雷達(dá)微多普勒解模糊方法，包括以下步驟：

步驟S100：采用寬帶雷達(dá)解線頻調(diào)方式接收待監(jiān)測(cè)微動(dòng)目標(biāo)的寬帶回波信號(hào)，對(duì)所得寬帶回波信號(hào)進(jìn)行殘余視頻相位補(bǔ)償，得到補(bǔ)償寬帶回波信號(hào)；

步驟S200：逐個(gè)抽取補(bǔ)償寬帶回波信號(hào)中的信號(hào)，對(duì)所抽取的每個(gè)信號(hào)的頻點(diǎn)進(jìn)行頻率干涉，得到多個(gè)干涉信號(hào)；

步驟S300：對(duì)干涉信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻分析，得到解模糊微多普勒曲線，并利用逆Radon變換方法處理解模糊微多普勒曲線，得到待監(jiān)測(cè)微動(dòng)目標(biāo)的微動(dòng)估計(jì)參數(shù)。

進(jìn)一步地，步驟S200中還包括對(duì)干涉信號(hào)進(jìn)行累加的步驟。

進(jìn)一步地，累加步驟中所用干涉差頻為B/2。

進(jìn)一步地，時(shí)頻分析為采用線性時(shí)頻分布中的短時(shí)傅里葉變換方法進(jìn)行。

進(jìn)一步地，待監(jiān)測(cè)微動(dòng)目標(biāo)為旋轉(zhuǎn)目標(biāo)。

本發(fā)明的技術(shù)效果：

1、本發(fā)明提供的基于脈內(nèi)干涉的太赫茲寬帶雷達(dá)微多普勒解模糊方法，通過利用寬帶雷達(dá)解線頻調(diào)方式(Dechirp)接收信號(hào)的特征，利用掃頻周期內(nèi)部若干個(gè)頻點(diǎn)的采樣信號(hào)進(jìn)行干涉并累加以實(shí)現(xiàn)微多普勒解模糊，基于脈內(nèi)干涉實(shí)現(xiàn)了微多普勒解模糊，具有高效穩(wěn)健等特點(diǎn)，且同時(shí)不增加系統(tǒng)復(fù)雜度。從信號(hào)處理領(lǐng)域解決了微動(dòng)目標(biāo)微多普勒模糊問題，實(shí)現(xiàn)了微動(dòng)參數(shù)估計(jì)的同時(shí)減少對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)復(fù)雜度的增加。

2、本發(fā)明提供的基于脈內(nèi)干涉的太赫茲寬帶雷達(dá)微多普勒解模糊方法，利用寬帶雷達(dá)解線頻調(diào)方式接收方式得到微動(dòng)目標(biāo)寬帶回波信號(hào)，對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行殘余視頻相位(residual video phase,PVP)補(bǔ)償；然后抽取出寬帶信號(hào)中兩個(gè)不同頻點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行頻率干涉，并將所有干涉信號(hào)進(jìn)行累加以消除交叉項(xiàng)的干擾；最后對(duì)干涉后的信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻分析，得到不模糊的微多普勒曲線，并利用圖像處理領(lǐng)域中的逆Radon變換進(jìn)行處理來估計(jì)待監(jiān)測(cè)微動(dòng)目標(biāo)的微動(dòng)參數(shù)。利用脈內(nèi)干涉原理，將微多普勒表達(dá)式中的載頻轉(zhuǎn)換成了干涉的差頻，急劇減小了微多普勒值，同時(shí)又保存了回波中的其它信息，有利于后續(xù)分析處理使用。

3.本發(fā)明提供的基于脈內(nèi)干涉的太赫茲寬帶雷達(dá)微多普勒解模糊方法，能夠快速穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)微多普勒解模糊，且可應(yīng)用于多目標(biāo)場(chǎng)景，在充分發(fā)揮太赫茲頻段優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，解決了多普勒模糊的難題。

具體請(qǐng)參考根據(jù)本發(fā)明的基于脈內(nèi)干涉的太赫茲寬帶雷達(dá)微多普勒解模糊方法提出的各種實(shí)施例的如下描述，將使得本發(fā)明的上述和其他方面顯而易見。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的基于脈內(nèi)干涉的太赫茲寬帶雷達(dá)微多普勒解模糊方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明提供的優(yōu)選實(shí)施例流程示意圖；

圖3是本發(fā)明提供的優(yōu)選實(shí)施例中所用旋轉(zhuǎn)目標(biāo)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明提供的優(yōu)選實(shí)施例中未經(jīng)處理的角反射器回波時(shí)頻分布示意圖，其中a)為旋轉(zhuǎn)目標(biāo)在轉(zhuǎn)速為40r/min時(shí)；b)為旋轉(zhuǎn)目標(biāo)在轉(zhuǎn)速為60r/min時(shí)；

圖5是本發(fā)明提供的優(yōu)選實(shí)施例中采用本發(fā)明提供方法處理后的角反射器回波時(shí)頻分布示意圖，其中a)為旋轉(zhuǎn)目標(biāo)在轉(zhuǎn)速為40r/min時(shí)；b)為旋轉(zhuǎn)目標(biāo)在轉(zhuǎn)速為60r/min時(shí)；

圖6是本發(fā)明提供的優(yōu)選實(shí)施例中逆Radon變換之后的參數(shù)空間結(jié)果示意圖，其中a)為旋轉(zhuǎn)目標(biāo)在轉(zhuǎn)速為40r/min時(shí)；b)為旋轉(zhuǎn)目標(biāo)在轉(zhuǎn)速為60r/min時(shí)。

具體實(shí)施方式

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。

參見圖1～2，本發(fā)明提供的基于脈內(nèi)干涉的太赫茲寬帶雷達(dá)微多普勒解模糊方法，包括以下步驟：

步驟S100：采用寬帶雷達(dá)解線頻調(diào)方式接收待監(jiān)測(cè)微動(dòng)目標(biāo)的寬帶回波信號(hào)，對(duì)所得寬帶回波信號(hào)進(jìn)行殘余視頻相位補(bǔ)償，得到補(bǔ)償寬帶回波信號(hào)；

步驟S200：逐個(gè)抽取補(bǔ)償寬帶回波信號(hào)中的信號(hào)，對(duì)所抽取的每個(gè)信號(hào)的頻點(diǎn)進(jìn)行頻率干涉，得到多個(gè)干涉信號(hào)；

步驟S300：對(duì)干涉信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻分析，得到解模糊微多普勒曲線，并利用逆Radon變換方法處理解模糊微多普勒曲線，得到旋轉(zhuǎn)目標(biāo)微動(dòng)估計(jì)參數(shù)。

此處所得解模糊微多普勒曲線是指不模糊的多普勒曲線。該方法可用于處理各類目標(biāo)運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的微動(dòng)，例如旋轉(zhuǎn)目標(biāo)。本文中寬帶回波信號(hào)是指寬帶雷達(dá)系統(tǒng)獲得的信號(hào)。

優(yōu)選的，待監(jiān)測(cè)微動(dòng)目標(biāo)為旋轉(zhuǎn)目標(biāo)。本發(fā)明提供的方法用于處理旋轉(zhuǎn)目標(biāo)時(shí)效果最好，由于旋轉(zhuǎn)目標(biāo)往往具有較大的旋轉(zhuǎn)半徑或者角速度，因此需要一定的波束寬度才能覆蓋目標(biāo)；此外，旋轉(zhuǎn)目標(biāo)在微波段的微多普勒值一般在幾百至幾萬赫茲的范圍，處于一個(gè)既能清晰觀測(cè)微動(dòng)現(xiàn)象又不至于嚴(yán)重混疊的區(qū)間。因此，利用微波雷達(dá)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)目標(biāo)參數(shù)估計(jì)和成像具有一定優(yōu)勢(shì)。

本發(fā)明提供方法的具體說明如下：

該方法中所接受的信號(hào)可以通過寬帶雷達(dá)系統(tǒng)獲得，具體所用雷達(dá)可以為寬帶脈沖雷達(dá)，也可以是寬帶調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)。所用寬帶雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)射的信號(hào)具有如下式所示模式：

其中，為距離快時(shí)間，t_m為方位慢時(shí)間，t為總時(shí)間，T_p為脈沖雷達(dá)脈沖寬度或者調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)的掃頻周期，f_c為雷達(dá)載頻，γ為調(diào)頻率，j為虛數(shù)單位。

寬帶雷達(dá)解線頻調(diào)方式接收的思想是將一個(gè)參考距離處的回波信號(hào)與目標(biāo)信號(hào)進(jìn)行共軛相乘，假設(shè)參考距離為R_ref，參考信號(hào)可以表示為：

其中，c為光速。假設(shè)在距離雷達(dá)R₀處有K和微動(dòng)散射中心，這些散射中心在雷達(dá)視線上的投影一般可以視作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，則簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的距離R_k的變化表達(dá)式為：

其中a_k，ω_k和分別為第K個(gè)散射中心的微動(dòng)幅度、微動(dòng)角速度和初始相位。則根據(jù)發(fā)射信號(hào)表達(dá)式(1)，所監(jiān)測(cè)到的微動(dòng)回波寫為：

每個(gè)微動(dòng)散射中心的微多普勒值可以表示為：

寬帶雷達(dá)解線頻調(diào)方式處理后的寬帶回波信號(hào)形式為：

其中R_Δk＝R_k-R_ref。

通過寬帶雷達(dá)解線頻調(diào)方式接收得到寬帶回波信號(hào)之后，根據(jù)其表達(dá)式(6)可以看出，其回波相位中的第一項(xiàng)是與待監(jiān)測(cè)微動(dòng)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)有關(guān)的分量，第二項(xiàng)和第三項(xiàng)為包絡(luò)斜置項(xiàng)和殘余視頻相位，需要對(duì)第二項(xiàng)和第三項(xiàng)進(jìn)行補(bǔ)償。所用補(bǔ)償方法在寬帶雷達(dá)信號(hào)處理中討論的比較多，詳細(xì)可參見[保錚，邢孟道，王彤.雷達(dá)成像原理[M].電子工業(yè)出版社.2008.]基本思路是將式(6)對(duì)快時(shí)間進(jìn)行傅里葉變換，然后乘以下式(7)，最后進(jìn)行傅里葉逆變換得到公式(8)所示的補(bǔ)償后寬帶回波信號(hào)表達(dá)式，所得結(jié)果即為經(jīng)過補(bǔ)償?shù)牡诙?xiàng)和第三項(xiàng)。

補(bǔ)償后的寬帶回波信號(hào)表達(dá)式為：

步驟S200：脈內(nèi)干涉處理

得到如式(8)的寬帶回波信號(hào)之后，其脈沖內(nèi)部的每個(gè)采樣點(diǎn)即相當(dāng)于一個(gè)單頻下的回波，假設(shè)雷達(dá)系統(tǒng)每個(gè)脈沖的采樣數(shù)目為N，就相當(dāng)于有N個(gè)單頻回波，這N個(gè)單頻均位于f_c-B/2與f_c+B/2之間，其中B為信號(hào)帶寬。其中第i個(gè)單頻信號(hào)的表達(dá)式為：

選取第i個(gè)與第l個(gè)單頻信號(hào)進(jìn)行干涉處理，處理之后的信號(hào)形式為：

其中，前面K項(xiàng)為與K個(gè)散射中心相關(guān)的微多普勒項(xiàng)，因而公式(10)中的是需要獲取的信息。第二項(xiàng)為交叉項(xiàng)，需要進(jìn)行抑制。

優(yōu)選的，為了降低公式(10)中交叉項(xiàng)的影響，所述步驟S200中還包括對(duì)所述干涉信號(hào)進(jìn)行累加的步驟。具體為：分別取i＝1,2…N/2，l＝N/2+1,N/2+2…N，將第i個(gè)和第l個(gè)信號(hào)共軛相乘得到共N/2個(gè)信號(hào)向量，并進(jìn)行累加，經(jīng)過處理后的信號(hào)形式為：

經(jīng)過累加處理，能有效提高所得估值的準(zhǔn)確度。

這樣就得到了包含K個(gè)散射中心的回波信號(hào)，且這K個(gè)散射中心的微多普勒值表達(dá)式變?yōu)?/p>

其中B為發(fā)射信號(hào)帶寬，一般遠(yuǎn)小于信號(hào)載頻f_c。將式(12)與式(5)相比可以看出，原表達(dá)式中比較大的值f_c已經(jīng)被一個(gè)較小的值B/2代替，這就相當(dāng)于將微多普勒值縮小了2f_c/B倍，這樣就不會(huì)超出微多普勒的不模糊范圍[-PRF/2,PRF/2]，因此原本模糊的多普勒曲線經(jīng)過上述處理后不會(huì)再發(fā)生模糊。從而提高了監(jiān)測(cè)精度。該步驟能消除交叉項(xiàng)的干擾。

步驟S300：基于時(shí)頻分析和逆Radon變換的微動(dòng)參數(shù)估計(jì)。

得到消除模糊的微動(dòng)目標(biāo)回波信號(hào)之后，就可以對(duì)其進(jìn)行時(shí)頻分析以觀察微多普勒曲線。常用的時(shí)頻分析方法有線性時(shí)頻分布和二次Cohen類時(shí)頻分布，優(yōu)選的，為了減小交叉項(xiàng)的干擾，本發(fā)明采用線性時(shí)頻分布中的短時(shí)傅里葉變換方法(Short Time Fourier Transform,STFT)，信號(hào)s(t)的STFT表達(dá)式為：

其中h(t)為窗函數(shù)。在得到時(shí)頻分布之后，由于微動(dòng)目標(biāo)在雷達(dá)視線上的投影為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其微多普勒為正弦形式。根據(jù)這一特點(diǎn)，本發(fā)明采用逆Radon變換對(duì)時(shí)頻分布進(jìn)行處理，將其轉(zhuǎn)換到參數(shù)空間以實(shí)現(xiàn)參數(shù)估計(jì)。逆Radon變換通常被用于是字圖像處理領(lǐng)域，它可以將位于圖像中心的正弦曲線轉(zhuǎn)換成參數(shù)空間的特顯點(diǎn)，特顯點(diǎn)的位置可以推出正弦曲線的參數(shù)。因而本發(fā)明提供方法利用該方法的這一特性，從而通過對(duì)多普勒曲線進(jìn)行處理后得到相應(yīng)的估計(jì)參數(shù)。逆Radon變換方法可以按現(xiàn)有步驟進(jìn)行。具體的包括以下步驟:

設(shè)平面上一條正弦曲線的二維表達(dá)式為：

其中A為正弦曲線的最大值，為其初相。

這個(gè)包含正弦曲線的圖像經(jīng)過逆Radon變換的表達(dá)式為：

經(jīng)過如公式(15)所示的推倒過程，能將含有正弦曲線的圖像經(jīng)過逆Radon的表達(dá)式，得到參數(shù)空間圖，參數(shù)空間圖上所包含的特顯點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)正弦曲線的參數(shù)。經(jīng)過上述變換可將正弦曲線轉(zhuǎn)換為參數(shù)空間的點(diǎn)然后進(jìn)行參數(shù)估計(jì)。即特顯點(diǎn)到圖像中心的距離為正弦曲線的最大值，特顯點(diǎn)與圖像中心連線與圖像豎直線的夾角為正弦曲線的初相。所得特顯點(diǎn)位置就相當(dāng)于得到了微動(dòng)參數(shù)中的微多普勒值和初相。因此，經(jīng)過逆Radon變換可以將微動(dòng)目標(biāo)參數(shù)估計(jì)問題轉(zhuǎn)化為逆Radon變換域參數(shù)空間特顯點(diǎn)的位置提取問題，可以直接估計(jì)得到微多普勒值和初相。

本發(fā)明采用時(shí)頻分析和逆Radon變換結(jié)合的方法，對(duì)解模糊后的信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻分析以得到完整的時(shí)頻曲線，然后根據(jù)微動(dòng)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)諧性，利用逆Radon變換將正弦時(shí)頻曲線變換成參數(shù)空間的點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)最后的參數(shù)估計(jì)。

本發(fā)明提供的基于脈內(nèi)干涉的太赫茲寬帶雷達(dá)微多普勒解模糊方法，基于脈內(nèi)干涉的微多普勒解模糊，即將寬帶雷達(dá)解線頻調(diào)方式接收后的寬帶回波信號(hào)視為若干單頻的回波信號(hào)，選擇合適的差頻進(jìn)行干涉，并將所有相同差頻的干涉結(jié)果進(jìn)行累加，最后進(jìn)行時(shí)頻分析和參數(shù)提取。有別于傳統(tǒng)的基于多通道或者多重頻的系統(tǒng)級(jí)解決方案，本發(fā)明方法具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，不增加系統(tǒng)復(fù)雜度等優(yōu)勢(shì)；有別于傳統(tǒng)信號(hào)級(jí)解決方案，本方法具有計(jì)算量小、性能穩(wěn)健等特點(diǎn)。

優(yōu)選的，將若干個(gè)干涉之后的信號(hào)進(jìn)行累加以消除交叉項(xiàng)的影響，在實(shí)際中為了達(dá)到較好的交叉項(xiàng)抑制目的，選擇合適的差頻信號(hào)進(jìn)行共軛相乘，以便將載頻減小為二者載頻之差，在實(shí)現(xiàn)中一般取差頻信號(hào)為帶寬的一半，因而選擇干涉差頻為B/2，這樣的話，如果每個(gè)脈沖有N個(gè)采樣，就會(huì)有N/2組干涉信號(hào)進(jìn)行累加，交叉項(xiàng)抑制效果較好。

以下結(jié)合具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明提供的方法進(jìn)行詳細(xì)說明。

以一個(gè)載頻為220GHz的寬帶雷達(dá)系統(tǒng)為例，以旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動(dòng)角反射器作為目標(biāo)，說明了本方法的有效性。實(shí)驗(yàn)中系統(tǒng)載頻221.59GHz，帶寬12.816GHz，脈沖重復(fù)周期1ms，即PRF為1000，每個(gè)脈沖內(nèi)采樣點(diǎn)數(shù)N為4096，觀測(cè)脈沖數(shù)目8192個(gè)。兩個(gè)旋轉(zhuǎn)角反射器的旋轉(zhuǎn)半徑分別為16cm和24cm，兩次實(shí)驗(yàn)中旋轉(zhuǎn)角速度設(shè)置值為40r/min和60r/min。本實(shí)例以雷達(dá)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中常用的旋轉(zhuǎn)目標(biāo)為例進(jìn)行說明。所處理旋轉(zhuǎn)目標(biāo)如圖3所示，是一個(gè)四面的二面角結(jié)構(gòu)，具有類似于理想散射點(diǎn)的散射特性，在處理中可以視為理想點(diǎn)目標(biāo)。

在上述條件下，采用本發(fā)明提供的方法進(jìn)行處理。轉(zhuǎn)速為40r/min時(shí)兩個(gè)角反射器的微多普勒理論值分別為990.08Hz和1485.1Hz，寬帶雷達(dá)解線頻調(diào)方式接收后信號(hào)的時(shí)頻分布如圖4中的a)所示。轉(zhuǎn)速為60r/min時(shí)兩個(gè)角反射器的微多普勒理論值分別為1485.1Hz和2227.7Hz，寬帶雷達(dá)解線頻調(diào)方式接收后信號(hào)的時(shí)頻分布如圖4中的b)所示。轉(zhuǎn)速為40r/min和60r/min時(shí)，兩個(gè)角反射器的微多普勒值均遠(yuǎn)超過PRF/2。

從圖4的時(shí)頻分布也可以看出來，由于旋轉(zhuǎn)目標(biāo)的微多普勒值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過PRF/2而造成模糊，時(shí)頻分布圖上無法得到完整的正弦曲線。通過本發(fā)明提供的方法處理之后得到的干涉信號(hào)的時(shí)頻分布圖如圖5所示?？梢钥闯觯?jīng)過脈內(nèi)干涉處理之后，旋轉(zhuǎn)目標(biāo)的微多普勒值被縮小了2f_c/B＝34.58倍，所得結(jié)果中不會(huì)發(fā)生微多普勒模糊，從其時(shí)頻分布上也可以看出完整的正弦曲線。

對(duì)解模糊之后的時(shí)頻分布進(jìn)行逆Radon變換之后的參數(shù)空間如圖6所示。通過逆Radon變換，提取特顯點(diǎn)與圖像中心的距離，可以估計(jì)得到在40r/min下兩個(gè)目標(biāo)的微多普勒值為28.2Hz和42.5Hz，乘以縮比倍數(shù)2f_c/B＝34.58之后即可得到微多普勒估計(jì)值975.157Hz和1469.65Hz。

可以估計(jì)得到在60r/min下兩個(gè)目標(biāo)的微多普勒值為42.4Hz和64.7Hz，乘以縮比倍數(shù)2f_c/B＝34.58之后即可得到微多普勒估計(jì)值1466.192Hz和2330.692Hz。

將估計(jì)值與理論值比較可知，本發(fā)明的參數(shù)估計(jì)相對(duì)誤差小于2％，驗(yàn)證了本發(fā)明方法的有效性。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚本發(fā)明的范圍不限制于以上討論的示例，有可能對(duì)其進(jìn)行若干改變和修改，而不脫離所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的范圍。盡管己經(jīng)在附圖和說明書中詳細(xì)圖示和描述了本發(fā)明，但這樣的說明和描述僅是說明或示意性的，而非限制性的。本發(fā)明并不限于所公開的實(shí)施例。

通過對(duì)附圖，說明書和權(quán)利要求書的研究，在實(shí)施本發(fā)明時(shí)本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解和實(shí)現(xiàn)所公開的實(shí)施例的變形。在權(quán)利要求書中，術(shù)語“包括”不排除其他步驟或元素，而不定冠詞“一個(gè)”或“一種”不排除多個(gè)。在彼此不同的從屬權(quán)利要求中引用的某些措施的事實(shí)不意味著這些措施的組合不能被有利地使用。權(quán)利要求書中的任何參考標(biāo)記不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的范圍的限制。