[发明专利]基于SAR‑DPCA微多普勒时‑空‑频三维分析方法

摘要

本发明提出了一种基于SAR‑DPCA微多普勒的时‑空‑频三维分析的方法，现有技术中存在的问题是基于SAR‑DPCA微多普勒时频分析算法在多个动目标时引起微动特征相互干扰的问题。该方法首先采用双通道DPCA来抑制静杂波，利用双通道融合后的数据进行距离向脉冲压缩，之后提取相应的数据切片。在所得数据切片中抽取距离相关量作为第三个维度，从而实现对SAR微多普勒特征进行时‑空‑频三维分析。本发明提出的方法适用于SAR微多普勒特征时频分析，能够避免在多个动目标下，多个目标之间的微多普勒信号的相互干扰，从而提高微多普勒的分析水平。

主权项

基于SAR‑DPCA微多普勒时‑空‑频三维分析方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：步骤(1)获得SAR双通道距离向压缩数据域回波数据将SAR双通道接收的雷达回波信号进行相干检波和距离压缩处理；处理后SAR双通道的基带信号为：和其中常数C1和C2是根据运动目标的后向散射系数和天线的方位向图所共同决定的；τ表示慢时间，s1(τ)表示第一个通道的信号，s2(τ)表示第二个通道的信号，λ表示雷达发射信号的波长，j表示虚部单位，R0表示雷达发射通道相位中心与动目标的距离，R1、R2分别表示雷达两个子孔径与动目标的距离；步骤(2)SAR双通道相位补偿与静杂波抑制将获得的SAR双通道基带信号分别进行相位补偿，去除两个子孔径因相位中心的不同而产生的多普勒中心频率的偏差和载机上雷达运动所产生的多普勒调频项；用于相位补偿的参考函数分别为:其中R表示雷达子孔径与动目标的距离，Pc1(τ)表示补偿s1(τ)的参考函数，Pc2(τ)表示补偿s2(τ)的参考函数，j表示虚部单位，λ表示雷达发射信号的波长，v为载机速度，B为两个子孔径之间的距离，τ表示慢时间，prf为雷达脉冲重复频率，且它们之间满足补偿方式为，基带信号与相应的参考函数相乘；得到处理后的两路信号s'1(τ)和s'2(τ)；然后用s'2(τ)减去s'1(τ)得s3(τ)；步骤(3)时‑空‑频三维分析(3.1)提取动目标区域信号切片对复数s3(τ)取其虚部的绝对值，得s4(τ)；然后求得s4(τ)的最大值max；然后提取s4(τ)中大于max*0.05的部分，得s5(τ)为m*n维矩阵；(3.2)时‑空‑频三维分析，采用短时傅里叶变换对s5(τ)进行时频分析具体步骤为：步骤1：抽取s5(τ)的第i行的数据，即得ai(1,n)；步骤2：对ai(1,n)用短时傅里叶变换进行时频分析，其中窗函数选用Hamming窗，窗的长度定为31；得b(n,n)；步骤3：对b(n,n)取绝对值，并记其最大值为max1，提取矩阵b(n,n)中大于max1*0.9的区域坐标，记为l1(1,n)，l2(1,n)；步骤4:设l3(1,n)＝{X1,...,Xn}其中X1＝X2＝...＝Xn＝i；步骤5：依据l1(1,n)、l2(1,n)、l3(1,n)，画三维图形，其中l1(1,n)代表时间，l2(1,n)代表频率，l3(1,n)代表距离相关项；步骤6：跳到步骤1，做m轮循环，i＝1,...,m；其中m为矩阵s5(τ)的行数。