[发明专利]一种基于时频分析的宽带雷达误差校准方法

权利要求书

1.一种基于时频分析的宽带雷达误差校准方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤一：获取模拟宽带雷达脉冲回波信号，所述模拟宽带雷达脉冲回波信号为理想线性调频信号；所述理想线性调频信号被转入宽带雷达接收通道过程中部分失真，得到宽带雷达接收信号r^(k)(t)，所述理想线性调频信号被转入宽带雷达接收通道过程中得到宽带雷达参考信号r_ref(t)，其中，k取决于噪声强度和信噪比需求，t为所述理想线性调频信号的持续时间；对所述宽带雷达接收信号r^(k)(t)进行相参积累，得到宽带雷达脉冲积累信号；

步骤二：对所述宽带雷达脉冲积累信号进行短时傅里叶变换后过滤干扰信号，并对其进行逆短时傅里叶变换得到宽带雷达校准信号

步骤三：根据所述宽带雷达参考信号r_ref(t)与所述宽带雷达校准信号得到宽带雷达校准滤波器的期望频率响应，采用基于幅相拟合的FIR滤波器设计方法，得到宽带雷达校准滤波器h(n)；

步骤四：对宽带雷达实测回波信号x(n)进行分段，对所述宽带雷达实测回波信号x(n)每一段数据使用基于重叠保留法的快速傅里叶变换来实现快速卷积运算得到校准实测回波信号y(n)。

2.根据权利要求1所述的一种基于时频分析的宽带雷达误差校准方法，其特征在于，所述理想线性调频信号、所述宽带雷达接收通道、所述宽带雷达参考通道分别采用相参时钟源。

3.根据权利要求1所述的一种基于时频分析的宽带雷达误差校准方法，其特征在于，所述步骤一中，所述理想线性调频信号为：

其中，f₀为宽带雷达载频，μ为宽带雷达调频斜率，T₀为宽带雷达脉冲宽度，t为所述理想线性调频信号的持续时间，K为噪声强度和信噪比需求量；

通过所述宽带雷达接收通道后的所述宽带雷达接收信号r^(k)(t)为：

其中，为宽带雷达校准信号，为宽带雷达干扰信号，为宽带雷达噪声通过所述宽带雷达接收通道后的输出信号；

根据公式(2)中所述宽带雷达接收信号r^(k)(t)确定的值，计算所述宽带雷达脉冲积累信号：

4.根据权利要求3所述的一种基于时频分析的宽带雷达误差校准方法，其特征在于，所述步骤二中，根据公式(3)中所述宽带雷达脉冲积累信号确定的值，所述宽带雷达脉冲积累信号进行短时傅里叶变换表现为：

其中，w为窗函数，t′为所述宽带雷达脉冲积累信号的持续时间；

所述宽带雷达脉冲积累信号在时频图中呈直线分布，提取所述时频图中呈直线的信号值来过滤干扰信号，计算公式为：

其中，f为宽带雷达脉冲积累信号的频率；

根据公式(4)、公式(5)对过滤后的所述宽带雷达脉冲积累信号进行逆短时傅里叶变换得到雷达校准信号

5.根据权利要求1～4所述的一种基于时频分析的宽带雷达误差校准方法，其特征在于，所述宽带雷达实测回波信号x(n)分段后相邻两段重叠L-1个点，各段表现为：

x_m(n)＝x(n+m(L₀-L+1))0≤n≤L₀-1 (6)，

其中，L为雷达校准滤波器h(n)阶数，L₀为分段长度，m为采样点数；

对每一段数据基于重叠保留法的快速傅里叶变换来实现快速卷积运算，可以表现为：

y_m(n)＝IFFT{FFT{x_m(n)}·FFT{h(n)}} (7)；

所述y_m(n)去掉前L-1个点保留其余点，将各段拼接得到所述校准实测回波信号y(n)。