[发明专利]一种基于目标特性的线谱提取方法

权利要求书

1.一种基于目标特性的线谱提取方法，所述方法将宽带目标信号转换生成时空二维功率谱密度函数，通过对频域功率谱密度函数的处理，提取频域功率谱线信息，得到目标信号强线谱；然后在去强线谱影响的时空功率谱密度上选取估计的扫描方位角，计算条带内能量分布沿波数向的均值，得到目标信号的功率谱估计图；在所述功率谱估计图上对各个方位的线谱信息进行提取，并将得到的扫描方位线谱和目标信号强线谱在方位向复合，得到特定目标的线谱特性；

所述方法具体包括：

步骤1)将空间线阵接收的远距离目标信号，在时域和空域做快速傅利叶变换，生成时空二维功率谱密度函数，再对时空二维功率谱密度沿空间频率方向积分得频域功率谱密度；

步骤2)通过对频域功率谱密度进行平滑处理得到整个接收平面的趋势项，对频域功率谱密度进行去趋势后，计算各频域功率谱线的高度，再通过设置的第一阈值提取频域功率谱线局部最大值，对伪峰进行剔除，得到目标信号强线谱；

步骤3)对所述目标信号强线谱的频率置零，得到去强线谱影响的时空功率谱密度，在去强线谱影响的时空功率谱密度上选取估计的扫描方位角，计算该估计的扫描方位角对应的条带，计算条带内能量分布沿波数向的均值，得到目标信号的功率谱估计；对所述目标信号的功率谱估计通过去趋势和设置的第二阈值进行方位线谱提取，对伪峰进行剔除，得到所述扫描方位线谱；在一定的角度容差范围内，对所述扫描方位线谱和目标信号强线谱在方位向复合，得到特定目标的线谱特性。

2.根据权利要求1所述的基于目标特性的线谱提取方法，其特征在于，所述步骤1)具体包括：

步骤1-1)用空间线阵接收目标信号，得到M个阵元的时域信号ψ[d_m,t]，在时域将数据分为N个快拍，记为快拍1,2,…,n,…,N，每个快拍ψ_n[d_m,t]长度为T，其中，m为阵元序号，取值为自然数，t为采样时间点，d_m＝m*d为第m个阵元的位置，d为阵元间距；

步骤1-2)对第n个快拍数据在时间域上做快速傅利叶变换，得到目标信号时域频谱ψ_n[d_m,f]：

其中，T为采样点数，取值为自然数，f表示频率，ψ_n[d_m,t]为第m个阵元接收的第n个快拍的时域信号；

步骤1-3)确定目标信号时域频谱ψ_n[d_m,f]的频带范围[f_min,f_max]，f_min为频率最小值，f_max为频率最大值，对频带范围内的每一个频点的空域数据，在空域做快速傅利叶变换，快速傅利叶变换点数为Q，傅利叶变换点数Q为阵元数M的整数倍；得到时空二维频谱Φ[k,f]：

采用空间域上补零，Φ[k,f]在空间域作快速傅利叶变换，生成时空二维功率谱密度函数S[k,f]：

当目标信号为单信号时，单信号的时域频谱Ψ(f)为单信号的频谱，则目标信号的时空二维功率谱密度为：

其中，E[·]表示数学期望，k为波数，取值为自然数，上标H表示复共轭；波数k为：

其中f表示频率，θ是扫描方位角，取值范围0～180度；

步骤1-4)在时空二维功率谱密度函数S[k,f]上，将零频分量移至谱中心，频率f下的空间互谱密度函数H[χ,f]为：

则，频域功率谱密度S(f)为：

在时空二维功率谱密度S[k,f]上，宽带信号峰值能量位置呈与入射方位角相关的线性分布；

当目标信号为单信号时，目标信号的频域功率谱密度为：