[发明专利]一种IPIX雷达回波数据时频分析方法及系统

说明书

本发明提供了一种IPIX雷达回波数据时频分析方法及系统，其方法包括：首先计算信号的最优旋转阶数；通过STFrFT方法处理信号，在最优旋转阶数下计算信号的短时分数阶傅里叶变换；计算STFrFT时频谱的瞬时频率；然后由SET技术以STFrFT的处理结果为基础构建同步提取算子SEO，对STFrFT时频谱进行同步提取，获得高聚集度的时频分布。本发明的有益效果是：更加准确的估计信号瞬时频率，得到高聚集度的时间‑频率分布，更为精准地获取由目标运动所产生的频率曲线，区分和辨别运动目标和海杂波；算法创新，效果良好，满足科学分析研究的需要，对雷达目标识别研究以及非平稳信号的研究有积极的意义。

技术领域

本发明涉及雷达目标识别研究领域及各种非平稳信号的研究领域，尤其涉及一种IPIX雷达回波数据时频分析方法及系统。

背景技术

雷达目标识别技术是集目标，环境和信号处理技术为一体的一项复杂的系统工程，对于提高军队的指挥自动化水平，攻防能力，国土防空反导能力及战略预警能力具有十分重要的作用。雷达目标识别技术作为现代雷达技术的重要发展方向之一，将成为未来武器系统中的一个重要技术组成部分，具有广阔的应用前景和巨大的军事应用价值，美、俄等军事强国均把它作为发展未来智能化武器系统的重点和需要首先突破的关键技术。

在我国，目前还没有人提出过利用一种高聚集度的时频分析算法来研究海杂波背景下IPIX雷达回波数据，也没有人提出过利用SET-STFrFT来研究IPIX雷达回波数据。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种IPIX雷达回波数据时频分析方法及系统，一种IPIX雷达回波数据时频分析方法，主要包括以下步骤：

S101：获取IPIX雷达回波信号x(t)，并计算信号x(t)的最优旋转阶数；

S102：通过STFrFT方法处理信号x(t)，在最优旋转阶数下计算信号x(t)的短时分数阶傅里叶变换，得到信号x(t)的短时分数阶傅里叶变换时频分布；

S103：根据信号x(t)的短时分数阶傅里叶变换时频分布，计算STFrFT时频谱的瞬时频率；

S104：采用SET技术，以STFrFT时频谱的瞬时频率为基础，构建同步提取算子SEO；

S105：对STFrFT时频谱进行同步提取，获得IPIX雷达回波信号x(t)高聚集度的时频分布。

进一步地，步骤S101中，获取IPIX雷达回波信号x(t)，并计算信号x(t)的最优旋转阶数，具体包括：

S201：计算IPIX雷达回波信号x(t)的信号调频率，记为2a；

S202：对于信号x(t)，采用公式(1)计算信号x(t)的旋转角度α_opt：

S203：根据公式(2)计算信号x(t)的最优旋转阶数p_opt：

进一步地，步骤S102中，在最优旋转阶数下计算信号x(t)的短时分数阶傅里叶变换的方法为：

选择窗函数h(τ-t)，对信号x(t)进行处理；其中，所述窗函数为高斯窗，且长度为预设值；

在最优旋转阶数p_opt下，根据公式(3)计算信号x(t)的短时分数阶傅里叶变换STFrFT_p(t,ω)：

上式中，p为旋转阶数，p≠2n，n为任意整数；α为角度参数，即旋转角度，α与旋转阶数p的关系为α＝pπ/2；K_p(t,u)为核函数，其计算公式如公式(4)所示：