[发明专利]太赫兹频段单旋翼无人机目标特性微多普勒特征提取方法

权利要求书

1.一种太赫兹频段单旋翼无人机目标特性微多普勒特征提取方法，其特征在于，步骤包含：

S1、记录雷达回波中设定时间内的回波数据；

S2、查找回波数据中幅度的最大值；

S3、根据接收到的雷达回波信号获取旋翼无人机的旋转速度；

所述步骤S3中，如果回波信号sinθ函数等于1，表示叶片与雷达波束垂直，此时回波信号幅度将会出现时域闪烁；

把时域闪烁时刻以外的回波信号置0，形成时域闪烁信号；

对时域闪烁信号进行短时傅里叶变换，得到时频域闪烁，变换公式为：

STFT(t,f)＝∫s(t′)w(t′-t)exp(-j2πft′)dt′

其中，w(t)是时间窗函数；

S4、根据原始回波信号和S3中的时域闪烁信号获取原始回波的没有噪声的时频域闪烁；

所述步骤S4中，分别对原始回波信号和时域闪烁信号做短时傅里叶变换，得到对应的时频矩阵；

为了消除原始回波信号时频图中的噪声，设定一个阈值，分别比较所述的两个时频矩阵对应的数据，如果这两个数据相差小于阈值，那么原始回波的时频矩阵数据不作改变，如果这两个数据相差大于阈值，那么原始回波的时频矩阵数据置0；

并提取时频图中的最大微多普勒频率，记为f_dmax；以及记录0频以上的闪烁次数，记为N_count；

S5、求解出旋翼无人机的旋翼旋转频率、叶片数量和叶片长度，提取微多普勒特征。

2.如权利要求1所述的太赫兹频段单旋翼无人机目标特性微多普勒特征提取方法，其特征在于，所述步骤S1采用发射电磁波的频率在110GHz～325GHz之间的雷达对单旋翼无人机进行探测，且设定时间是1秒；

设旋翼的叶片数为N，那么无人机的旋翼产生的雷达回波为：

A_k＝L exp[-j(4πR₀/λ+2πf₀t)]

其中，R₀是旋转中心到雷达的距离；f₀是雷达发射电磁波的频率；N是叶片数目；S_G是噪声信号；

相位函数为：

其中，L为旋翼叶片的长度；为旋翼叶片的初始角度；ω表示旋翼的旋转频率；θ为雷达看向旋翼的俯仰角；λ为电磁波的波长。

3.如权利要求2所述的太赫兹频段单旋翼无人机目标特性微多普勒特征提取方法，其特征在于，所述步骤S2具体设定一个无限小的值作为最大值的初始值后，逐一访问回波中的数据，如果其幅值大于最大值，则最大值更新为当前回波幅值，最后得到的回波幅度的最大值记为S_max。

4.如权利要求1所述的太赫兹频段单旋翼无人机目标特性微多普勒特征提取方法，其特征在于，所述时间窗函数选择高斯函数。

5.如权利要求1所述的太赫兹频段单旋翼无人机目标特性微多普勒特征提取方法，其特征在于，所述步骤S5中，如果S4中得到的去掉噪声的时频图的闪烁关于0频对称，那么叶片长度L等于S_max/2；

如果所述闪烁不关于0频对称，那么叶片长度L等于S_max；

由于叶片数目乘以旋转频率等于闪烁次数N_count，

f_dmax＝L*ω*sinθ/λ

其中，ω为转动角频率，θ为雷达看向旋翼的俯仰角。