[发明专利]一种基于瞬时自相关矩阵稀疏分解的OTHR机动目标参数估计方法

说明书

本发明公开了一种基于瞬时自相关矩阵稀疏分解的OTHR机动目标参数估计方法，属于雷达技术领域。本发明针对天波雷达机动目标参数估计的两个问题：相差积累时间长，因而导致机动目标频谱扩展严重；波束覆盖范围大，通常同时存在多个机动目标，提出了一种基于瞬时自相关矩阵的稀疏矩阵分解的天波雷达机动目标检测新方法，该方法首先对回波进行瞬时自相关变换，然后对瞬时自相关矩阵进行交叉项抑制，再对瞬时自相关矩阵进行稀疏分解，最后对分解后的稀疏矩阵进行Hough变换得到信号的瞬时频率，从而估计目标运动参数。本发明与现有的OTHR机动目标参数估计方法方法相比，其参数估计精度高，尤其在‑13dB信噪比条件下仍能检测出目标，并且能同时检测多个目标。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，具体涉及利用稀疏矩阵分解来实现天波雷达机动目标参数估计。

背景技术

天波超视距雷达(over-the-horizon radar,OTHR)机动目标参数估计不同于其它雷达：(1)OTH的相干积累时间很长(长达十几秒)，从而导致机动目标的多普勒扩展更严重，因而更高精度的机动目标参数估计方法成为天波雷达的迫切需求；(2)OTHR波束覆盖范围大(单个波束可以覆盖800～3500平方公里)，回波中通常会同时存在多个机动目标，因此多个机动目标同时探测成为天波雷达的迫切需求。

于是天波超视距雷达机动目标检测受到广泛关注，其中典型的是基于多项式相位法(K Lu,X Liu.Enhanced visibility of maneuvering targets for high-frequencyover-the-horizon radar.IEEE Transactions on Antennas and Propagation,2005,53(1):404-411.)和基于时频类的方法(B Kim,SH Kong,S Kim.Low ComputationalEnhancement of STFT-Based Parameter Estimation.IEEE Journal of SelectedTopics in Signal Processing,2015,9(8):1610-1619)。多项式相位法中高阶模糊函数法(high-order ambiguity function,HAF)将机动目标信号的相位用多项式建模，求取各阶加速度，需要较高的输入信噪比。时频分析类方法中，STFT(A Gholami.Sparse Time–Frequency Decomposition and Some Applications.IEEE Transactions onGeoscienceRemote Sensing,2013,51(6):3598-3604.)通过加窗来扩展傅里叶变换，估计精度不高。