一种基于时频分解的多目标速度估计方法.pdf

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1、上海航天AERoSPACESHANGHAI第32卷2015年第5期文章编号：1006—1630(2015)05—0026一05一种基于时频分解的多目标速度估计方法谭姗姗，王志诚，余渝生，刘庆波(上海无线电设备研究所，上海200090)摘要：针对频率步进信号体制雷达回波中存在两个或两个以上的目标，设计了一种速度估计方法，解决传统信号处理方法无法同时对处于同一距离分辨单元内的多个目标进行速度补偿的问题。用孓method时频分解法对目标回波进行预处理，将回波中的多个目标进行分离并重构每个目标的回波信号，用基于相邻帧距离单元相位差变化率的速度估计法估计每个目标的速度。研究表明：该法能有效解决频率步

2、进信号体制雷达中同一距离分辨单元内的多目标速度估计和补偿问题。关键词：雷达；频率步进信号；S-method时频分解法；多目标；速度估计中图分类号：TN957．51文献标志码：ATime-FrequencyEigenDecompositiOnBasedMethodofMulti—TargetsVelocityEstimatingTANShan—shan，WANGZHI—cheng，YUYu—sheng，LIUQing_bo(ShanghaiRadioEquipmentInstitution，Shanghai200090，China)Abstract：Aimtothetwoormoretarg

3、etsexistedintheechoforthesteppedfrequencysignalradar，anewmethodwasputforwardtores01vetheproblemofmulti—targetsvelocityestimatingonsteppedfrequencysignalprocessinginthispaper．Themulti—targetsradarechowaspreprocessedthrough!、_methodtoseparateandreconstructeverytarget．Theeachtargetvelocitywasestimate

4、dbythephasedifferencechangeratiooftheadjacentframe．Thestudyshowedthatthemethodproposedcoulddealwiththeproblemofmulti—targetvelocityestimatingandcompensationwhichwerehardtoresolveusingtraditionalsignalprocessing，Keywords：Radar；Steppedfrequencysignal；S．methodtime—frequencyeigendecomposition；Multi—ta

5、rgets；Velocitvestimation0引言频率步进信号是一种利用瞬时窄带信号合成宽带信号，在获得距离高分辨性能的同时降低了对接收机带宽和采样率的要求，易于工程实现。因存在距离一多普勒耦合，是一种多普勒敏感信号，目标径向运动会造成距离走动和波形发散，故必须进行速度补偿。传统补偿方法是对回波信号乘以相应的补偿因子，但当多个目标在距离维无法分辨时，方法会失效，不能实现运动补偿口’2]。文献[3]用修正的多项相位变换方法对线性调频连续波(LFMCw)雷达收稿日期：2013—12—17；修回日期：2014一05一16作者简介：谭姗姗(1986一)，女，硕士，主要研究方向为频率步进信号、I

6、sAR、时频分析方法等。多目标加速度和速度进行估计，但存在较严重的误差积累效应，且对高阶加速度的求取需要更高的信噪比，故其鲁棒性尚需进一步完善。文献[4]用频域补偿方法实现多目标存在相对运动时的补偿，但当多个不同速度的目标处于同一距离分辨单元时则难以分辨。针对多个不同速度的目标在距离单元不能分辨的情况，本文研究了一种基于时频分解的多目标速度估计算法。1多目标回波信号分离和重构1．1§一method分布算法短时傅里叶变换是经典的时频分析算法，其计算可由窗函数沿信号滑动实现。信号z(砣)离散时第32卷2015年第5期谭姗姗，等：一种基于时频分解的多目标速度估计方法问形式的短时傅里叶变换定义为x

7、sTFT(行，是)一>：z(竹+m)叫(m)e一’静6．(1)p。。式中：咒为时间序号；是为频率序号；N+1为信号z(九)的长度；叫(77z)为窗函数；j为虚数单位。叫(m)的有效宽度越窄(有效时长越短)，其分析信号局部频谱特性的能力就越强，反之则越差。信号z(n)的S—Method分布定义为1三xsM(行，忌)=志∑xsTFT(n，忌+i)×1’o1PLX玉FT(孢，是+i)．(2)式中：L为计算S—Method分布的