【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及雷達(dá)目標(biāo)識別，具體為基于短時矩陣束法的多個雷達(dá)目標(biāo)的極點提取方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、目標(biāo)的自然共振被認(rèn)為是一種電學(xué)特性，對于不同的目標(biāo)其電學(xué)特性不盡相同，可通過這種電學(xué)特性來識別目標(biāo)。用短脈沖照射作為散射體的目標(biāo)，可以激發(fā)目標(biāo)的各個自然共振。感應(yīng)電流或磁感應(yīng)電流在散射體上產(chǎn)生的散射能量包含兩個不同的部分：早期響應(yīng)和晚期響應(yīng)，它們分別對應(yīng)著兩種不同的現(xiàn)象。早期響應(yīng)對應(yīng)著由散射體局部散射中心產(chǎn)生的鏡面反射，這種鏡面反射對于入射角很敏感，不適用于目標(biāo)的識別；相對應(yīng)的，晚期響應(yīng)對應(yīng)著探測脈沖完全通過目標(biāo)后產(chǎn)生的全局共振，這些復(fù)雜自然共振(cnrs)與方向無關(guān)，僅與物體的幾何和物理性質(zhì)有關(guān)，十分適用于目標(biāo)的識別。為了進(jìn)行目標(biāo)的識別，需要提取反映目標(biāo)特性的這些復(fù)雜自然共振。
2、矩陣束法(mpm)是目前常用的提取復(fù)雜自然共振頻率的方法，然而其不足之處在于需要事先對晚期響應(yīng)的開始時刻進(jìn)行預(yù)知，矩陣束法是對目標(biāo)回波的晚期響應(yīng)進(jìn)行操作，這就需要事先區(qū)分目標(biāo)回波的早期響應(yīng)和晚期響應(yīng)，晚期響應(yīng)可看作一系列指數(shù)函數(shù)的和，且攜帶的信息只與物體本身有關(guān)。并且在實際的應(yīng)用中，cnrs的實部對噪聲具有很高的敏感度，噪聲會影響極點信息的提取，更準(zhǔn)確的說是對極點的實部信息造成影響，相比于實部，虛部受噪聲影響反而更小。相比于矩陣束法，用短時矩陣束法則可以在某些程度避免這些不足。
3、對于常用的矩陣束法來說，其適用于對于單個目標(biāo)的時域回波數(shù)據(jù)提取極點，當(dāng)雷達(dá)電磁波入射方向上存在多個目標(biāo)時，其提取到的極點雜亂無章，無法反映各個目
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是：針對現(xiàn)有矩陣束法，其適用于對于單個目標(biāo)的時域回波數(shù)據(jù)提取極點，當(dāng)雷達(dá)電磁波入射方向上存在多個目標(biāo)時，其提取到的極點雜亂無章，無法反映各個目標(biāo)的極點信息的問題，提出基于短時矩陣束法的多個雷達(dá)目標(biāo)的極點提取方法及系統(tǒng)。
2、本專利技術(shù)為了解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是：
3、基于短時矩陣束法的多個雷達(dá)目標(biāo)的極點提取方法，包括以下步驟：
4、步驟一：獲取雷達(dá)電磁波入射方向上的目標(biāo)群的頻域回波信號，并將目標(biāo)群頻域回波信號利用逆傅里葉變換得到目標(biāo)群的時域回波信號；
5、步驟二：基于目標(biāo)群的時域回波信號，引入滑動的時間窗口，之后在整個時域回波信號上，以設(shè)定的時間步長為間隔，移動時間窗口，并利用矩陣束法，得到多組極點及極點對應(yīng)的殘差；
6、步驟三：對每組極點及極點對應(yīng)的殘差進(jìn)行組合，得到時頻空間信息；
7、步驟四：基于時頻空間信息，選取收斂于一條直線的極點，并將其作為雷達(dá)目標(biāo)的極點提取結(jié)果。
8、進(jìn)一步的，所述目標(biāo)群的頻域回波信號表示為：
9、
10、其中，sr(w)和s(w)分別表示回波信號和發(fā)射信號的頻域形式，u1(w)和u2(w)分別表示u1(t)和u2(t)的頻域形式，u1(t)和u2(t)分別表示第一個和第二個物體對發(fā)射信號的調(diào)制，r1表示第一個物體距離發(fā)射源的距離，r表示兩個物體在雷達(dá)電磁波入射方向上相距，j表示虛數(shù)單位、w表示角頻率、c表示光速。
11、進(jìn)一步的，所述目標(biāo)群的時域回波信號表示為：
12、
13、其中，s1(t)和s2(t)分別表示第一個和第二個物體的回波信號。
14、進(jìn)一步的，所述步驟二的具體步驟為：
15、首先沿時間方向施加一個長度為tw的滑動窗口，并利用該時間窗口截取時域回波信號中從時間t開始的信號，則加窗后的晚期響應(yīng)yt(t)表示為：
16、
17、然后，將矩陣束法應(yīng)用于每個窗口響應(yīng)，在對數(shù)尺度下，加窗后的晚期響應(yīng)yt(t)的殘差信息表示為：
18、
19、其中，表示加窗信號的第i階極點的殘差信息，αi表示信號的衰減程度，wi表示極點信息的虛部共振頻率，re表示實部，t表示t和t+tw之間的任意一個時刻。
20、進(jìn)一步的，所述加窗信號的第i階極點的殘差信息表示為：
21、
22、其中，si表示信號的第i階極點，ri表示第i階極點的殘差信息。
23、基于短時矩陣束法的多個雷達(dá)目標(biāo)的極點提取系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括回波信號模塊、時間窗口模塊以及極點提取模塊；
24、所述回波信號模塊用于獲取雷達(dá)電磁波入射方向上的目標(biāo)群的頻域回波信號，并將目標(biāo)群頻域回波信號利用逆傅里葉變換得到目標(biāo)群的時域回波信號；
25、所述時間窗口模塊用于基于目標(biāo)群的時域回波信號，引入滑動的時間窗口，之后在整個時域回波信號上，以設(shè)定的時間步長為間隔，移動時間窗口，并利用矩陣束法，得到多組極點及極點對應(yīng)的殘差；
26、所述極點提取模塊用于對每組極點及極點對應(yīng)的殘差進(jìn)行組合，得到時頻空間信息，并基于時頻空間信息，選取收斂于一條直線的極點，并將其作為雷達(dá)目標(biāo)的極點提取結(jié)果。
27、進(jìn)一步的，所述目標(biāo)群的頻域回波信號表示為：
28、
29、其中，sr(w)和s(w)分別表示回波信號和發(fā)射信號的頻域形式，u1(w)和u2(w)分別表示u1(t)和u2(t)的頻域形式，u1(t)和u2(t)分別表示第一個和第二個物體對發(fā)射信號的調(diào)制，r1表示第一個物體距離發(fā)射源的距離，r表示兩個物體在雷達(dá)電磁波入射方向上相距，j表示虛數(shù)單位、w表示角頻率、c表示光速。
30、進(jìn)一步的，所述目標(biāo)群的時域回波信號表示為：
31、
32、其中，s1(t)和s2(t)分別表示第一個和第二個物體的回波信號。
33、進(jìn)一步的，所述時間窗口模塊具體執(zhí)行如下步驟：
34、首先沿時間方向施加一個長度為tw的滑動窗口，并利用該時間窗口截取時域回波信號中從時間t開始的信號，則加窗后的晚期響應(yīng)yt(t)表示為：
35、
36、然后，將矩陣束法應(yīng)用于每個窗口響應(yīng)，在對數(shù)尺度下，加窗后的晚期響應(yīng)yt(t)的殘差信息表示為：
37、
38、其中，表示加窗信號的第i階極點的殘差信息，αi表示信號的衰減程度，wi表示極點信息的虛部共振頻率，re表示實部，t表示t和t+tw之間的任意一個時刻。
39、進(jìn)一步的，所述加窗信號的第i階極點的殘差信息表示為：
40、
41、其中，si表示信號的第i階極點，ri表示第i階極點的殘差信息。
42、本專利技術(shù)的有益效果是：
43、本申請將一維距離像信息和短時矩陣法相結(jié)合，通過一維距離像信息可以將各個目標(biāo)之間的極點信息在時頻圖上區(qū)分開來，更有利于提取在雷達(dá)電磁波入射方向上的各個目標(biāo)的極點信息。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點】
1.基于短時矩陣束法的多個雷達(dá)目標(biāo)的極點提取方法，其特征在于包括以下步驟一：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于短時矩陣束法的多個雷達(dá)目標(biāo)的極點提取方法，其特征在于所述目標(biāo)群的頻域回波信號表示為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于短時矩陣束法的多個雷達(dá)目標(biāo)的極點提取方法，其特征在于所述目標(biāo)群的時域回波信號表示為：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于短時矩陣束法的多個雷達(dá)目標(biāo)的極點提取方法，其特征在于所述步驟二的具體步驟為：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于短時矩陣束法的多個雷達(dá)目標(biāo)的極點提取方法，其特征在于所述加窗信號的第i階極點的殘差信息表示為：
6.基于短時矩陣束法的多個雷達(dá)目標(biāo)的極點提取系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括回波信號模塊、時間窗口模塊以及極點提取模塊；
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于短時矩陣束法的多個雷達(dá)目標(biāo)的極點提取系統(tǒng)，其特征在于所述目標(biāo)群的頻域回波信號表示為：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于短時矩陣束法的多個雷達(dá)目標(biāo)的極點提取系統(tǒng)，其特征在于所述目標(biāo)群的時域回波信號表示為：
9.根據(jù)權(quán)利要求
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于短時矩陣束法的多個雷達(dá)目標(biāo)的極點提取系統(tǒng)，其特征在于所述加窗信號的第i階極點的殘差信息表示為：
...【技術(shù)特征摘要】
1.基于短時矩陣束法的多個雷達(dá)目標(biāo)的極點提取方法，其特征在于包括以下步驟一：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于短時矩陣束法的多個雷達(dá)目標(biāo)的極點提取方法，其特征在于所述目標(biāo)群的頻域回波信號表示為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于短時矩陣束法的多個雷達(dá)目標(biāo)的極點提取方法，其特征在于所述目標(biāo)群的時域回波信號表示為：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于短時矩陣束法的多個雷達(dá)目標(biāo)的極點提取方法，其特征在于所述步驟二的具體步驟為：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于短時矩陣束法的多個雷達(dá)目標(biāo)的極點提取方法，其特征在于所述加窗信號的第i階極點的殘差信息表示為：
6.基于短時矩陣束法...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄧維波，趙澤瑛，吳小川，張鑫，姚迪，董英凝，
申請(專利權(quán))人：中儀知聯(lián)無錫工業(yè)自動化技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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