[发明专利]基于相位测距的宽带雷达弹道目标微动几何参数估计方法

说明书

本发明公开了一种基于相位测距的宽带雷达弹道目标微动几何参数估计方法，属于雷达技术领域，思路为：建立锥体目标几何模型，获得锥体目标的距离‑时间回波信号和第i个散射中心的微距曲线理论结果：利用分段近似微距曲线提取方法对第i个散射中心的距离‑时间回波信号进行分段以及Keystone变换，得到第i个散射中心的粗估计瞬时微距曲线利用相位测距微距曲线提取方法，得到第i个散射中心的高精度微距曲线进而分别得到锥体目标进动频率估计值锥体目标进动角估计值目标半锥角估计值锥体目标母线长估计值锥体目标高度估计值和锥体目标底面半径估计值作为所述基于相位测距的宽带雷达弹道目标微动几何参数估计结果。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，特别涉及一种基于相位测距的宽带雷达弹道目标微动几何参数估计方法，适用于稳健估计空间进动目标的运动参数和物理参数。

背景技术

目标在做相对雷达的径向运动的同时，还存在震动或者旋转等运动形式，这些运动被称为微动；空间目标在大气层外飞行时，除了需要做自旋运动以保持自身稳定外，还会做由于横向干扰而形成的围绕某一对称轴的锥旋运动，也被称为进动，进动是空间目标常见的一种微动形式；目前，雷达微动特征分析提取与测量研究多基于常用的窄带和宽带雷达信号体制；窄带雷达信号，包括连续波和相参脉冲信号，可以从理论上揭示微动目标产生微多普勒的原理，并可以获得较好的多普勒分辨，但无法进行距离分辨，当目标结构复杂时很难进行有效的特征提取；宽带雷达由于距离上的高分辨，在成像时间内，微动目标在径向上的运动常常会造成越距离单元走动，表现在HRRP序列平面上为与散射中心对应的曲线，为微动特征提取创造了条件。

一直以来，时频分析是分析微动的主要方法，利用短时傅里叶或者魏格纳变换等时频分析方法获得微动导致的微多普勒频率随时间变化的频谱，从而估计目标的微动周期及幅度；该方法计算效率高，且具有较好的抗噪能力，然而却容易受到时频交叉项的干扰以及时频分辨率的限制；20世纪90年代美国林肯实验室提出一项新的技术思路，即利用宽带雷达距离像的相位信息精确刻画散射中心的运动状态，该项技术能够成功的关键在于，宽带雷达相比窄带雷达具有更高的距离分辨能力，能够对目标表面各散射点进行独立分析。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提出一种基于相位测距的宽带雷达弹道目标微动几何参数估计方法，该种基于相位测距的宽带雷达弹道目标微动几何参数估计方法利用传统的分段近似法提取目标微距信息，并在此基础上利用相位测距法获得更精确的目标微距曲线；利用多散射中心的瞬时微距成分与幅度信息，对进动动目标参数进行快速优化解算，估计进动目标物理特征和运动特征；本发明针对进动目标有效实现高精度高效率的参数提取。

为达到上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种基于相位测距的宽带雷达弹道目标微动几何参数估计方法，包括以下步骤：

步骤1，建立锥体目标几何模型，获得锥体目标的距离-时间回波信号和第i个散射中心的微距曲线理论结果：其中，所述锥体目标的距离-时间回波信号包括G个散射中心的距离-时间回波信号，i为G个散射中心中任意一个；G1；

步骤2，利用分段近似微距曲线提取方法对第i个散射中心的距离-时间回波信号进行分段以及Keystone变换，得到第i个散射中心的粗估计瞬时微距曲线其中，t表示时间变量；

步骤3，根据第i个散射中心的距离-时间回波信号和第i个散射中心的粗估计瞬时微距曲线并利用相位测距微距曲线提取方法，得到第i个散射中心的高精度微距曲线

步骤4，根据第i个散射中心的高精度微距曲线分别得到锥体目标进动频率估计值锥体目标进动角估计值目标半锥角估计值锥体目标母线长估计值锥体目标高度估计值和锥体目标底面半径估计值

所述锥体目标进动频率估计值锥体目标进动角估计值目标半锥角估计值锥体目标母线长估计值锥体目标高度估计值和锥体目标底面半径估计值为所述基于相位测距的宽带雷达弹道目标微动几何参数估计结果。