[0052] 微動(dòng)周期估計(jì)單元，用于捜索傅立葉變換結(jié)果的最大值，將該該最大值置零，再次 捜索傅立葉變換結(jié)果的最大值，并記錄該最大值的位置q，則目標(biāo)的微動(dòng)周期估計(jì)為:4N/(q XPRF)〇
【附圖說(shuō)明】
[0053]圖1為本實(shí)施例方法的流程圖；
[0054] 圖2為本實(shí)施例系統(tǒng)的連接框圖；
[0055] 圖3為本實(shí)施例計(jì)算模塊的連接框圖；
[0056] 圖4為本實(shí)施例估計(jì)模塊的連接框圖；
[0057] 圖5為本實(shí)施例的回波信號(hào)的短時(shí)傅里葉變換時(shí)頻分布圖；
[0058] 圖6為本實(shí)施例對(duì)高機(jī)動(dòng)目標(biāo)多普勒頻率解模糊和整體平動(dòng)多普勒頻率估計(jì)示意 圖；
[0059] 圖7為本實(shí)施例對(duì)高機(jī)動(dòng)目標(biāo)整體平動(dòng)補(bǔ)償效果示意圖；
[0060] 圖8為本實(shí)施例對(duì)高機(jī)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行微動(dòng)信號(hào)提取后得到的信號(hào)自相關(guān)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0061] W下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并 非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0062] 本實(shí)施例的一種高機(jī)動(dòng)目標(biāo)微動(dòng)周期計(jì)算方法，如圖1所示，具體包括W下步驟：
[0063] 步驟 1，雷達(dá)采集目標(biāo)的回波x，x= {xi，X2, . . .，xi,...，抑}，i=l，2, . . .，N，N為脈 沖積累數(shù)，Χι為回波信號(hào)X在第i個(gè)脈沖時(shí)間的值。
[0064] 步驟2，根據(jù)目標(biāo)的回波信號(hào)計(jì)算得到目標(biāo)整體平動(dòng)估計(jì)值。
[0065] (A)對(duì)回波信號(hào)X進(jìn)行短時(shí)傅里葉變換：
[0066]
(1)
[0067]其中，·)是時(shí)頻分析窗函數(shù)的共輛函數(shù)，τ和t為時(shí)間變量，ω為角頻率;Xmxn= (Xi，X2,. . .，Xi，. . .，Xn}為MXN的矩陣，Xn是Μ維向量，Xi為時(shí)頻分布Xmxn第i列的值，i=l， 2,...，N，M是時(shí)頻分析的頻點(diǎn)數(shù)。
[0068] (B)捜索并記錄時(shí)頻分布Xmxn每一列的最大值位置。
[0069] 對(duì)于Xmxn的每一列Xi，i=l，2，...，N，記錄其幅度最大值所在的位置hi，i=l， 2，. . .，N，得到N個(gè)位置值化1山，...加}山￡{1，2，. . .，M}。
[0070] 利用最大值位置hi,計(jì)算目標(biāo)在第i個(gè)脈沖時(shí)間上的瞬時(shí)多普勒頻率值fbi，得到目 標(biāo)的瞬時(shí)多普勒頻率打={打1，打2,. . .，fbi，. . .，fbN}:
[0071] fbi= -PRF/2+(PRF·hi)/M (2)
[0072] 其中，i=l，2，...，N，PRF為雷達(dá)的脈沖重復(fù)頻率。
[0073] (C)計(jì)算目標(biāo)多普勒頻率的模糊次數(shù)。
[0074] 對(duì)目標(biāo)的瞬時(shí)多普勒頻率值打={打1，打2,...，打1，. . .，fbN}進(jìn)行差分運(yùn)算：
[0075] fai=fb(i+i)-fbi (3)
[0076] 得到瞬時(shí)多普勒頻率差分值fa={fal，fa2, . . .，fai，. . .，faN-l}。對(duì)每一個(gè)瞬時(shí)多普 勒頻率差分值fai，判斷其是否滿足條件:abs(fai)>PRF/2,若滿足，則記錄該值所在的位置Ρη，η=1，2，. ..，Κ，ρηΕ{1，2，. ..，N-1}，該位置即是多普勒發(fā)生模糊的位置，其中，abs( ·) 為取絕對(duì)值運(yùn)算，K為模糊次數(shù)。
[0077] (D)對(duì)瞬時(shí)多普勒頻率解模糊。
[0078] 多普勒頻率每模糊一次，真值與測(cè)量值之間就會(huì)相差一個(gè)PRF值，隨著模糊次數(shù)的 增加，真值和測(cè)量值之間的差異WPRF的整數(shù)倍累積。根據(jù)運(yùn)一特點(diǎn)，依次判斷多普勒頻率 的模糊情況，每模糊一次，則補(bǔ)償一個(gè)PRF值，多普勒頻率解模糊可按下式進(jìn)行：
[0079] fd=fb(pn：N)+PRF, (4)
[0080] 式中，打(pn:N)為取從位置Pn至位置N的瞬時(shí)多普勒頻率值fb，n=l，2,...，Κ。
[0081] 利用最小二乘法對(duì)解模糊后的瞬時(shí)多普勒頻率值fd進(jìn)行直線擬合，從而得到目標(biāo) 整體平動(dòng)的估計(jì)。令：
[0082] fd=ait+ao (5)
[0083] 其中，ai，a日為直線擬合系數(shù)。則擬合誤差為：
[0084] e=ait+a〇-fd (6)
[0085] 令
，將(6)式寫為矩陣形式
[0086] e=TA-fd (7)
[0087] (7)式的最小二乘解為：il= (r7V7X。
[00則可得目標(biāo)整體平動(dòng)的估計(jì)值又= ,1，矣2,…，厶,}=虹1。
[0089] 步驟3，對(duì)目標(biāo)的回波信號(hào)X進(jìn)行整體平動(dòng)補(bǔ)償。
[0090] 根據(jù)目標(biāo)整體平動(dòng)估計(jì)值尤，計(jì)算目標(biāo)整體平動(dòng)的瞬時(shí)相位值:θ= {01，02,...， %}，其中
1 = 1，2，...，N，對(duì)目標(biāo)的回波信號(hào)X進(jìn)行整體平動(dòng)補(bǔ)償，得到運(yùn) 動(dòng)補(bǔ)償后的微動(dòng)信號(hào)：
[0091] Xmd=x·exp(-j23T0) (8)
[0092] 步驟4，估計(jì)目標(biāo)的微動(dòng)周期。
[0093] (a)計(jì)算微動(dòng)信號(hào)xmd的自相關(guān)序列，得到微動(dòng)信號(hào)的自相關(guān)序列。
[0096] 得到微動(dòng)信號(hào)Xmd的自相關(guān)序列R={Ri，R2,...化，...，Rn}。
[0097] (b)求取微動(dòng)信號(hào)自相關(guān)序列的絕對(duì)值。
[0098] (C)對(duì)自相關(guān)序列的絕對(duì)值做4N點(diǎn)傅立葉變換：
[0099]G=fft(abs(R)) (11)
[0100] 其中，fft( ·)為傅立葉變換運(yùn)算。
[0101] (d)捜索傅立葉變換結(jié)果G的最大值，將該最大值置零，再次捜索傅立葉變換結(jié)果 的最大值，并記錄該最大值的位置q，則目標(biāo)的微動(dòng)周期估計(jì)為：
[0102]C= 4N/(qXPRF) (12)
[0103] 本實(shí)施例的一種高機(jī)動(dòng)目標(biāo)微動(dòng)周期計(jì)算系統(tǒng)，如圖2所示，包括：
[0104] 采集模塊，用于采集目標(biāo)的回波信號(hào)x，x={xi，x2,. . .，xi,. . .，XN}，i=l，2,...， N，N為脈沖數(shù)，xi為回波信號(hào)X在第i個(gè)脈沖時(shí)間的值；
[0105] 計(jì)算模塊，用于根據(jù)目標(biāo)的回波信號(hào)計(jì)算得到目標(biāo)整體平動(dòng)估計(jì)值；
[0106] 平動(dòng)補(bǔ)償模塊，用于利用目標(biāo)整體平動(dòng)估計(jì)值進(jìn)行整體平動(dòng)補(bǔ)償，得到補(bǔ)償后的 微動(dòng)信號(hào)；
[0107]估計(jì)模塊，用于利用補(bǔ)償后的微動(dòng)信號(hào)估計(jì)目標(biāo)周期。
[0108]本實(shí)施例通過(guò)目標(biāo)的多普勒模糊進(jìn)行處理，并對(duì)目標(biāo)的整體平動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償后提取 目標(biāo)的微動(dòng)信號(hào)，使估計(jì)得到的目標(biāo)微動(dòng)周期更加準(zhǔn)確。
[0109] 如圖3所示，本實(shí)施例的計(jì)算模塊包括：
[0110] 變換單元，用于對(duì)回波信號(hào)X進(jìn)行短時(shí)傅里葉變換得到回波信號(hào)X的時(shí)頻分布Xmxn, Xmxn={Xi，X2,. . .，Xi，. . .，XN}，i=l，2,. . .，N，N為脈沖數(shù)，Xi為X的時(shí)頻分布Xmxn在第i個(gè)脈 沖時(shí)間的值，Xi是Μ維向量，Μ是時(shí)頻分析的頻點(diǎn)數(shù)；
[0111] 記錄單元，用于記錄時(shí)頻分布Xmxn每一列的最大值所在的位置hi,山￡{1，2,...，M}，i=l，2, . . .，N，根據(jù)位置值hi計(jì)算目標(biāo)的瞬時(shí)多普勒頻率值fb，fb={fbi，fb2,...， fbi, . . . ,fbN},i二 1,2, . . . ,Ν;
[0112] 差分分析單元，用于對(duì)目標(biāo)的瞬時(shí)多普勒頻率值fb進(jìn)行差分分析，得到瞬時(shí)多普 勒頻率差分值fa={fal，fa2,. . .，fai，. . .，faN-l}，fai=打(i+O-fbi，根據(jù)瞬時(shí)多普勒頻率差分 值判斷得到多普勒發(fā)生模糊的位置;捜索瞬時(shí)多普勒頻率差分值中滿足abs(fa)>PRF/2的 位置Ρη，η=1，2,. . .，Κ,ρηΕ{1，2,. . .，N-1}，則該位置即是多普勒發(fā)生模糊的位置;其中abs (·)為取絕對(duì)值運(yùn)算，K為模糊次數(shù)，PRF為雷達(dá)的脈沖重復(fù)頻率；
[0113] 解模糊單元，用于在多普勒發(fā)生模糊的位置對(duì)瞬時(shí)多普勒頻率進(jìn)行解模糊，得到 解模糊后的瞬時(shí)多普勒頻率值fd，對(duì)fd進(jìn)行直線擬合得到目標(biāo)整體平動(dòng)估計(jì)值。
[0114] 解模糊單元還用于按照W下方法計(jì)算得到解模糊后的瞬時(shí)多普勒頻率值fd和目 標(biāo)整體平動(dòng)估計(jì)值足；
[0115] fd=fb(pn：N)+PRF
[0116] 其中，n=l，2,. . .，Κ，打(Pn:N)為取從位置pn至位置N的瞬時(shí)多普勒頻率值打；
[0117] 對(duì)瞬時(shí)多普勒頻率值fd采用最小二乘法進(jìn)行直線擬合，得到目標(biāo)整體平動(dòng)估計(jì)值 尤,={元。又2，·..，.^,}二材，其中
，，上標(biāo)'為轉(zhuǎn)置運(yùn) 算，i=l，2,. . .，N。
[0118] 如圖4所示，本實(shí)施例的估計(jì)模塊包括：
[0119] 自相關(guān)計(jì)算單元，用于計(jì)算微動(dòng)信號(hào)的自相關(guān)，得到微動(dòng)信號(hào)的自相關(guān)序列；
[0120] 絕對(duì)值計(jì)算單元，用于求取微動(dòng)信號(hào)自相關(guān)序列的絕對(duì)值；
[0121 ]傅立葉變換單元，用于對(duì)自相關(guān)序列的絕對(duì)值進(jìn)行4N點(diǎn)的傅立葉變換；
[0122] 微動(dòng)周期估計(jì)單元，用于捜索傅立葉變換結(jié)果的最大值，將該該最大值置零，再次 捜索傅立葉變換結(jié)果的最大值，并記錄該最大值的位置q，則目標(biāo)的微動(dòng)周期估計(jì)為:4N/(q XPRF)〇
[0123]本實(shí)施例的效果通過(guò)W下對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步