[发明专利]一种基于质心计算的目标微多普勒分量提取方法

权利要求书

1.一种基于质心计算的目标微多普勒分量提取方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)利用激光雷达采集目标运动回波信号；

步骤2)对运动回波信号进行双平衡式外差探测，得到相位相差90°的信号I的光电场E_I和信号Q的光电场E_Q，公式如下；

其中，h，k为两路信号的零值漂移，R(t)为目标与雷达之间的距离，δ₁，δ₂为两路相位扰动，n_I(t)，n_Q(t)为两路幅值的随机扰动；

步骤3)对信号I的光电场E_I和信号Q的光电场E_Q进行分段处理；

步骤4)对分段后信号进行正交化处理；

步骤5)将正交化后的信号进行复数化处理；

步骤6)对复数化处理后的信号进行傅里叶变换，得到复数化信号的频谱；

步骤7)通过估算目标频带范围，设置阈值去除带外噪声，并对频谱求质心位置；

步骤8)将频谱质心位置与原复数化数据混频，消除多普勒信号；

步骤9)将混频后的数据进行反正切处理得到相位，该相位信息里即包含了微多普勒信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于质心计算的目标微多普勒分量提取方法，其特征在于：所述步骤2中，目标与雷达之间的距离R(t)由目标的大幅平动和目标的微动共同引起，表示为

其中，r₀为目标与雷达的初始距离，vt为目标以大幅平动速度v引起的距离变化，为目标微动引起的距离变化，包含多个不同幅度a_j和不同频率f_j的正弦运动叠加表示。

3.根据权利要求1所述的一种基于质心计算的目标微多普勒分量提取方法，其特征在于：所述步骤3中，对信号I的光电场E_I和信号Q的光电场E_Q进行分段，每次选取相同长度的数据，设该数据段内的平动速度v不变。

4.根据权利要求1所述的一种基于质心计算的目标微多普勒分量提取方法，其特征在于：所述步骤5中，将正交化后的信号进行复数化处理，公式如下：

5.根据权利要求1所述的一种基于质心计算的目标微多普勒分量提取方法，其特征在于：所述步骤7中，设置阈值去除噪底，通过计算目标频带范围去除带外噪声，频带范围可通过第一类k阶贝塞尔函数的幅值确定，进而可估计多普勒频率范围(-f_l,f_l)，将频率外的值置零，内部不变；所述步骤7中质心的位置为

6.根据权利要求1所述的一种基于质心计算的目标微多普勒分量提取方法，其特征在于：所述步骤8混频处理，公式如下：

7.根据权利要求1所述的一种基于质心计算的目标微多普勒分量提取方法，其特征在于：所述步骤9反正切处理得到相位,则目标微动的特征表示为