基于闪烁相关性的外辐射源雷达直升机旋翼特征提取方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114114226A(43)申请公布日2022.03.01(21)申请号202111505793.9(22)申请日2021.12.10(71)申请人中国人民解放军空军预警学院雷达士官学校地址430019湖北省武汉市黄陂区武湖镇强军路3号(72)发明人夏赛强杨军周子铂蔡万勇张朝伟刘建卫徐颖鑫(74)专利代理机构武汉宇晨专利事务所(普通合伙)42001代理人倪文霞(51)Int.Cl.G01S13/02(2006.01)权利要求书3页说明书11页附图5页(54)发明名称基于闪烁相关性的外辐射源雷达直升机旋翼特征提取方法(57)摘要本发明公开了一种基于闪烁相关性的外辐射源雷达直升机旋翼特征提取方法。它包括如下步骤：步骤一：获取目标所在距离单元的慢时间维回波；步骤二：时频分析、像素值积累及互相关处理判断旋翼叶片数量的奇偶性；步骤三：确定回波闪烁的基准频率；步骤四：对回波进行相位补偿；步骤五：相位补偿后回波时频分析；步骤六：保存各闪烁在每个搜索节点下的中心频率、求取欧式距离、找出最小值位置、估计旋翼叶片数量和单叶片初相；步骤七：验证叶片数量估计值；步骤八：估计出叶片长度及全部叶片的初相。本发明克服了现有的相位补偿方法存在迭代遍历式补偿过程运算量大、易陷入局部最优解的缺陷；具有能完成直升机目标的特征提取的优点。CN114114226ACN114114226A权利要求书1/3页1.基于闪烁相关性的外辐射源雷达直升机旋翼特征提取方法，其特征在于：通过优化后的相位补偿算法，以实现旋翼目标的特征参数快速提取；具体提取方法，包括如下步骤：步骤一：获取目标所在距离单元的慢时间维回波；步骤二：时频分析、像素值积累及互相关处理判断旋翼叶片数量的奇偶性；步骤三：确定回波闪烁的基准频率；步骤四：对回波进行相位补偿；步骤五：相位补偿后回波时频分析；步骤六：保存各闪烁在每个搜索节点下的中心频率、求取欧式距离、找出最小值位置、估计旋翼叶片数量和单叶片初相；步骤七：验证叶片数量估计值；步骤八：估计出叶片长度及全部叶片的初相。2.根据权利要求1所述的基于闪烁相关性的外辐射源雷达直升机旋翼特征提取方法，其特征在于：在步骤一中，对目标原始回波进行脉冲压缩，获取目标所在距离单元的慢时间维回波，并记录发生闪烁的时刻。3.根据权利要求1或2所述的基于闪烁相关性的外辐射源雷达直升机旋翼特征提取方法，其特征在于：在步骤二中，利用Gabor变换对该回波进行时频分析，并对时频图的正负频率部分进行像素值积累，通过互相关处理后的时延值判断旋翼叶片数量的奇偶性，具体方法为：对像素值积累结果进行互相关处理有：式(3)中：为卷积运算符号；TFDP表示正频率积累结果的幅度矩阵；TFDN表示负频率积累结果的幅度矩阵；通过互相关处理的时延值判断出目标叶片数的奇偶性，当时延值为0，那么目标具有偶数个叶片；当时延值不为0，那么目标具有奇数个叶片。4.根据权利要求3所述的基于闪烁相关性的外辐射源雷达直升机旋翼特征提取方法，其特征在于：在步骤三中，根据旋翼叶片数量的奇偶性来确定回波闪烁的基准频率：当目标旋翼包含有奇数个叶片时，由于叶片的不对称性，时频域正负频率闪烁交替出现；定义κ为回波相位的幅度因子，选取原始回波中某个闪烁中心作为基准频率，此时式(4)中：w为旋翼在参考坐标系中的等效旋转速度，单位：转/秒；L为叶片在参考坐标系中的等效长度，单位：米；λn为第n个子载频的波长，单位：米；为双基地因子，在观测位置和目标位置确定的条件下，该项为定值；fb为闪烁带的参考频率，单位：赫兹。当目标旋翼包含有偶数个叶片时，选取单个叶片的闪烁中心作为基准频率，即整个闪烁对带宽的四分之一，此时2CN114114226A权利要求书2/3页式(5)中：w为旋翼在参考坐标系中的等效旋转速度，单位：转/秒；L为叶片在参考坐标系中的等效长度，单位：米；λn为第n个子载频的波长，单位：米；为双基地因子，在观测位置和目标位置确定的条件下，该项为定值；fb为闪烁带的参考频率，单位：赫兹；通过选择单个叶片的闪烁中心作为基准频率，对叶片奇偶性不同情况下的相位补偿算子中幅度因子进行统一性描述，且参数κ与w相关联，因此相位补偿算子Υ写为式(6)中，j为虚数单位；fb为闪烁带的参考频率，单位：赫兹；tm为慢时间，单位：秒；μ为角速度因子，ξ为相位因子。5.根据权利要求4所述的基于闪烁相关性的外辐射源雷达直升机旋翼特征提取方法，其特征在于：在步骤四中，倒序设置目标搜索叶片数量I，分段划分搜索网格(μ,ξ)构造二维搜索空间，并利用各搜索节点上的参数构造相位补偿算子Υ对回波进行相位补偿，补偿后回波表示为当且仅当μ＝w，ξ＝θi时，单叶片回波相位被完全补偿，此时式(7)、式(8)中：