[发明专利]一种旋翼无人机的雷达微多普勒信号提取方法

摘要

本发明涉及一种旋翼无人机的雷达微多普勒信号提取方法，属于目标信号检测技术领域，为了对旋翼无人机的回波信号进行时频分析，并提高运算的效率。本方法首先对信号进行分数阶傅里叶变换处理，接着信号进行滤波处理；其次，对处理后的结果进行逆分数阶傅里叶变换、自然对数变换、傅里叶变换方法进行微多普勒信号频率参数的估计；最后，利用不同采样间隔处理方法实现多分量微多普勒信号的检测。本发明可以大幅度降低机体多普勒频率对旋翼微多普勒频率的影响，同时可完成对多个微多普勒分量信号的快速检测，本发明在无人机分类和识别方面具有较大的应用价值。

主权项

1.一种旋翼无人机的雷达微多普勒信号提取方法，其特征在于包括以下步骤：S1：检测的无人机雷达回波信号的离散形式为：在公式(1)中，A₀,A_p,δ_p表示信号不同分量的幅度，单位为伏特，其中p∈[1,P]，P为总目标数；f₀为机体回波信号频率，单位为赫兹；f_p为不同旋翼回波信号微多普勒频率，单位为赫兹；k为机体回波信号调频率，单位为赫兹/秒；n为信号采样点数，n∈[1,N]，N为总点数，单位为个；T_s为信号采样间隔，单位为秒；s_noise为高斯白噪声；j代表虚部符号；S2：对步骤S1中公式(1)进行分数阶傅里叶变换，获得公式(2)如下：y₂＝FRFT(y₁)  (2)；S3：对步骤S2中公式(2)结果进行最大值查询，记录最大值对应的频率点位置C，并将C左右5点进行置零操作，获得公式(3)如下：y₂(C‑5:C+5)＝0  (3)；S4：对步骤S3中公式(3)进行分数阶逆傅里叶变换，并对其结果进行降采样处理，获得公式(4)、公式(5)如下：y₃＝IFRFT(y₂)  (4)；y₄＝y₃(1:Δn:N)T_s  (5)；公式(5)中Δn为采样点间隔，单位为个；N为采样总点数，单位为个，T_s为信号采样间隔，单位为秒；S5：对步骤S4中公式(5)进行自然对数变换，获得公式(6)如下：y₅＝ln(y₄)  (6)；公式(6)中ln(·)为自然对数函数；S6：对步骤S5中公式(6)进行共轭运算和自然对数变换，并将变换后结果与公式(6)进行求和运算，获得公式(7)如下：y₆＝y₅+ln[conj(y₄)]  (7)；公式(7)中conj(·)为共轭函数；S7：将步骤S6中2y₅的傅里叶变换与y₆的傅里叶变换进行相减运算，获得公式(8)如下：y₇＝FFT(2y₅)‑FFT(y₆)  (8)；S8：对步骤S7中公式(8)设置噪声门限TH，并对其进行逆傅里叶变换，获得公式(9)、公式(10)如下：y₈＝IFFT(y₇)  (10)；公式(10)处理结果即为信号y₁中微多普勒信号的时域形式。