[发明专利]基于高效FRFT的雷达目标参数估计方法

说明书

本申请公开了一种基于高效FRFT的雷达目标参数估计方法，所述方法的方式包括：根据雷达目标参数和合成孔径雷达SAR的系统参数，利用模型公式得到雷达目标方位向信号s(η)；再结合关注的雷达目标速度范围，设定N个FRFT角度φsubgt;n/subgt;,n＝1,2,…,N；对雷达目标方位向信号s(η)进行变换角度分别为φsubgt;n/subgt;的FRFT和归一化处理，并结合预设门限H，得到变换角度分别为φsubgt;n/subgt;的FRFT域投影长度根据上述参数，定义观测向量Φ和投影向量Γ，并利用最小二乘法估计参数向量由参数向量估计雷达目标调频率，进而计算雷达目标的方位向速度。本申请利用少数几次FRFT变换和最小二乘方法，避免了搜索过程，避免了传统方法面临的实时性和估计精度折衷选择难题。对比仿真实验说明，本申请可以同时实现高实时性和高估计精度。

技术领域

本申请涉及信号处理技术领域，具体涉及雷达目标参数估计技术领域，尤其涉及基于高效分数阶傅里叶变换FRFT的雷达目标参数估计方法，该方法可用于雷达动目标成像、动目标识别等。

背景技术

合成孔径雷达(SAR，Synthetic Aperture Radar)与地面动目标指示(GMTI,Ground Moving Target Indication)相结合，不仅可以实现高精度成像，而且将检测到的雷达目标定位到SAR图像上，在军用和民用领域产生了广泛的应用。其中涉及SAR成像、动目标检测、动目标参数估计、动目标定位、动目标成像、动目标识别等多项关键技术。雷达目标参数估计是雷达目标成像和识别的关键。雷达目标包括雷达动目标和雷达静止目标，静止目标可以认为是运动目标在其速度为零时的一种特例。

雷达目标参数估计主要通过搜索的方法实现。由于雷达目标信号为线性调频信号，利用时频分析工具(如Radon-Wi gner分布、分数阶傅里叶变换等)通过搜索参数实现雷达目标参数估计：即在最匹配参数时达到最大值，该最匹配参数可用于估计动目标调频率。但此类方法主要存在以下问题：(1)通过搜索估计参数，运算量较大，难以满足高实时性需求；(2)由于搜索步长对应运算量和参数估计精度，实现低运算量高实时性和高参数估计精度是矛盾的，在实际应用中需要折衷考虑。

在实际应用中，雷达目标参数估计的高效性是决定该技术应用的重要指标，在此，高效性是指利用更少的时间实现更优的估计精度，即既包括高的估计精度，又包括高的实时性。提升雷达目标参数估计的高效性逐渐成为研究热点。因此，研究基于高效FRFT的雷达目标参数估计方法具有重要意义。

发明内容

本申请的目的在于针对上述已有技术的不足，提出基于高效FRFT的雷达目标参数估计方法，以提高雷达目标调频率、速度等重要参数的估计实时性和估计精度。

本申请提供了基于高效FRFT的雷达目标参数估计方法，所述方法包括：

(1)根据雷达目标参数和合成孔径雷达SAR的系统参数，利用模型公式得到雷达目标方位向信号s(η)，其中，η为慢时间；

(2)根据关注的雷达目标速度范围和合成孔径雷达SAR的系统参数，设定N个分数阶傅里叶变换角度φ_n，其中，n＝1,2,…,N；

(3)对雷达目标方位向信号s(η)进行变换角度分别为φ_n的分数阶傅里叶变换(FRFT)，即分别得到FRFT结果向量，其中，u表示FRFT变换域；

(4)对FRFT结果向量分别进行归一化处理，分别得到归一化FRFT结果向量，并结合预设门限H，得到变换角度分别为φ_n的FRFT域投影长度

(5)根据上述参数，定义观测向量Φ和投影向量Γ，并利用最小二乘法估计参数向量

(6)由参数向量估计所述雷达目标调频率，进而可以计算所述雷达目标的方位向速度。