基于CEMD的旋翼微动目标杂波抑制方法

doi:10.7527/S1000-6893.2018.22082

电子电气工程与控制

本期目录 | 过刊浏览 | 高级检索

前一篇 | 后一篇

基于CEMD的旋翼微动目标杂波抑制方法

夏赛强, 向虎, 陈文峰, 杨军, 陈一畅

空军预警学院, 武汉 430019

收稿日期:2018-02-07 修回日期:2018-05-17 出版日期:2018-09-15 发布日期:2018-06-12
通讯作者: 杨军 E-mail:yangjem@sina.com
基金资助:
国家自然科学基金（61671469）

Clutter suppression method for rotor micro-motion target based on CEMD

XIA Saiqiang, XIANG Hu, CHEN Wenfeng, YANG Jun, CHEN Yichang

Air Force Early Warning Academy, Wuhan 430019, China

Received:2018-02-07 Revised:2018-05-17 Online:2018-09-15 Published:2018-06-12
Supported by:
National Natural Science Foundation of China (61671469)

摘要/Abstract

摘要： 针对旋翼微动目标杂波抑制问题，研究了一种基于复数据经验模态分解（CEMD）的微动目标杂波抑制方法。首先，建立了地杂波背景下的旋翼微动目标信号模。然后，根据杂波和微动信号在时频域的差异性，基于CEMD和Gabor变换，通过新定义的不同本征模态函数（IMF）的能量所占总能量的比重，选择出微动信号占优所对应的几个IMF分量，并基于这些IMF对旋翼微动目标进行时域和时频域重构，实现旋翼微动目标和杂波的分离，达到抑制杂波提取微动目标回波的目的。最后，与常规杂波抑制方法进行了对比，仿真结果验证了所提方法的有效性。

关键词: 微动, 杂波抑制, Gabor变换, 复数据经验模态分解(CEMD), 本征模态函数(IMF)

Abstract: A method for clutter suppression of the micro-motion target is proposed based on Complex Empirical Mode Decomposition (CEMD). First, a model for the rotor micro-motion target signal mixed with the ground clutter is established. Second, the differences of the clutter and the micro-motion signal in the time-frequency domain are analyzed. Based on Gabor transform and CEMD, several Different Intrinsic Mode Functions (IMF) components when the micro-motion signal is superior are selected according to the proportion of the energy occupied by IMF in the total energy. The rotor micro-motion target in the time domain and time-frequency domain is then reconstructed to separate the clutter from the rotor micro-motion target and achieve the effect of clutter suppression. Finally, the method proposed is compared with the conventional method. Simulation results verify the effectiveness of the proposed method.

Key words: micro-motion, clutter suppression, Gabor transform, Complex Empirical Mode Decomposition (CEMD), Intrinsic Mode Functions (IMF)

中图分类号:

V275⁺.1

夏赛强, 向虎, 陈文峰, 杨军, 陈一畅. 基于CEMD的旋翼微动目标杂波抑制方法[J]. 航空学报, 2018, 39(9): 322082-322091.

XIA Saiqiang, XIANG Hu, CHEN Wenfeng, YANG Jun, CHEN Yichang. Clutter suppression method for rotor micro-motion target based on CEMD[J]. ACTA AERONAUTICAET ASTRONAUTICA SINICA, 2018, 39(9): 322082-322091.

参考文献

[1] CHEN V C. Analysis of radar micro-Doppler signature with time-frequency transform[C]//Proceedings of the 10th IEEE Workshop on Statistical Signal and Array Processing. Piscataway, NJ:IEEE, 2000:463-466.
[2] BAI X R, XING M D, ZHOU F, et al. Imaging of micromotion targets with rotating parts based on empirical-mode decomposition[J]. IEEE Rransactions on Geoscience and Remote Sensing, 2008, 46(11):3514-3523.
[3] LI J Q, FENG C Q, HE S S, et al. Employing micro-motion information matrix for feature extraction of ballistic targets[J]. Journal of Signal Processing, 2016, 32(4):488-495.
[4] LIU Q Y, LUO Y, GAO S W, et al. Multi-target parameter estimation in symmetry triangular LFMCW radar based on envelope compensation[J]. Acta Eletronica Sinica, 2016, 44(3):541-547.
[5] ZHAO L H. Time-domain analysis and research on ground clutter based on ⅡR elliptic filter[J]. Computational Science & Engineering, 2015, 16:559-565.
[6] KARMAKAR P, DHAR S, CHAKRABORTY M, et al. Comparative study of four different types of MTI filters for radar clutter rejection[J]. Graphics and Signal Processing, 2013, 5:40-46.
[7] ZHANG W X, MA S D, DU Q Y. Optimization of adaptive MTI filter[J]. Communications, Network and System Sciences, 2017, 10:206-217.
[8] 邢孟道, 保铮, 强勇. 天波超视距雷达瞬态干扰抑制[J]. 电子学报, 2002, 30(6):823-826. XING M D, BAO Z, QIANG Y. Transient interference excision in OTHR[J]. Acta Electronica Sinica, 2002, 30(6):823-826(in Chinese).
[9] 赵志国, 陈建文, 鲍拯. 一种改进的OTHR自适应海杂波抑制方法[J]. 系统工程与电子技术, 2012, 34(5):909-914. ZHAO Z G, CHEN J W, BAO Z. Modified adaptive ocean clutter suppression approach in OTHR[J]. Journal of Systems Engineering and Electronics, 2012, 34(5):909-914(in Chinese).
[10] 陈梁栋, 李少东, 陈文峰, 等. LFMCW的旋翼目标微动特征提取方法研究[J]. 空军预警学院学报, 2016, 30(6):391-394. CHEN L D, LI S D, CHEN W F, et al. Method of micro-motion feature extraction of LFMCW rotor target[J]. Journal of Air Force Early Warning Academy, 2016, 30(6):391-394(in Chinese).
[11] 马晓岩, 向家彬. 雷达信号处理[M]. 长沙:湖南科学技术出版社, 1999:115-116. MA X Y, XIANG J B. Radar signal processing[M]. Changsha:Hunan Science and Technology Press, 1999:115-116(in Chinese).
[12] 陈永彬, 李少东, 杨军, 等. 一种旋翼叶片微动特征提取新方法[J]. 雷达科学与技术, 2017, 15(1):13-18. CHEN Y B, LI S D, YANG J, et al. A new method for micro-motion signature extraction of rotor blades[J]. Radar Science & Technology, 2017, 15(1):13-18(in Chinese).
[13] 余志斌, 金炜东. 多分量LFM雷达辐射源信号的经验模式分解[J]. 西南交通大学学报, 2009, 44(1):49-54. YU Z B, JIN W D. EMD for multi-component LFM radar emitter signals[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2009, 44(1):49-54(in Chinese).
[14] RILLING G, FLANDLIN P, CJONCOLVES P, et al. Bivariatcal empirical mode decomposition[J]. IEEE Signal Processing Letters, 2007, 14(12):936-939.
[15] 周忠根, 水鹏朗. 基于复数据经验模式分解的天波超视距雷达瞬态干扰抑制[J]. 电子与信息学报, 2011, 33(12):2831-2836. ZHOU Z G, SHUI P L. Transient interference suppression based on complex empirical mode decomposition in over-the-horizon radar[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2011, 33(12):2831-2836(in Chinese).
[16] 袁斌, 徐世友, 刘洋, 等. 基于复数经验模式分解的非旋转对称空间进动目标回波分离及成像研究[J]. 电子与信息学报, 2013, 35(1):1-7. YUAN B, XU S Y, LIU Y, et al. Echo separation and imaging of spatial precession targets with unsymmetrical appendix parts based on CEMD[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2013, 35(1):1-7(in Chinese).
[17] CHEN V C, LING H. 雷达成像与信号分析时频变换[M]. 种劲松, 余颖, 译. 北京:海洋出版社, 2008:25-27. CHEN V C, LING H. Time-frequency transforms for radar imaging and signal analysis[M]. ZHONG J S, YU Y, translated. Beijing:Ocean Press, 2008:25-27(in Chinese).

E-mail：hkxb@buaa.edu.cn

关于我们

期刊社服务

专业学科

封面文章

友情链接

主管单位：中国科学技术协会主办单位：中国航空学会北京航空航天大学

基于CEMD的旋翼微动目标杂波抑制方法

Clutter suppression method for rotor micro-motion target based on CEMD

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	陈唯实, 刘佳, 王青斌, 卢贤锋, 张洁, 陈小龙, 黄毅峰. 气象雷达探鸟技术综述[J]. 航空学报, 2023, 44(5): 26781-026781.
[2]	胡旭超, 谭贤四, 曲智国, 罗艺, 池鹏飞. 风电场雷达杂波动态重构抑制方法[J]. 航空学报, 2020, 41(1): 323269-323269.
[3]	周代英, 张瑛, 冯健. 利用一维像序列时域差分估计目标进动频率[J]. 航空学报, 2018, 39(S1): 722183-722183.
[4]	孟迪, 张群, 罗迎, 陈怡君. 微动目标跟踪成像一体化的雷达资源优化调度算法[J]. 航空学报, 2018, 39(2): 321492-321492.
[5]	于佳, 沈明威, 吴迪, 朱岱寅. 基于3DT的空时自适应单脉冲参数估计算法[J]. 航空学报, 2016, 37(5): 1580-1586.
[6]	何炜琨, 窄秋苹, 王晓亮, 吴仁彪. 扫描模式航管监视雷达风电场杂波检测与抑制[J]. 航空学报, 2016, 37(4): 1316-1326.
[7]	周延, 冯大政, 朱国辉. 空域数据重排的后多普勒自适应处理方法[J]. 航空学报, 2015, 36(9): 3020-3026.
[8]	窦道祥, 李茂, 何子述. 基于稀疏重建的MIMO-OTH雷达多模杂波抑制算法[J]. 航空学报, 2015, 36(7): 2310-2318.
[9]	韦北余, 朱岱寅, 吴迪. 基于杂波对消-自聚焦的多通道SAR-GMTI[J]. 航空学报, 2015, 36(5): 1585-1595.
[10]	陈展野, 周宇, 张林让, 赵健, 谷亚彬. 非均匀环境下利用单个数据集的STAP算法[J]. 航空学报, 2015, 36(12): 3938-3946.
[11]	李爱民, 崔海涛, 温卫东, 石炜. 基于非线性连续介质损伤力学方法的微动疲劳寿命预测[J]. 航空学报, 2013, 34(9): 2122-2129.
[12]	唐波, 张玉, 李科. 基于先验知识及其定量评估的自适应杂波抑制研究[J]. 航空学报, 2013, 34(5): 1174-1180.
[13]	龙云利, 徐晖, 安玮. 基于约束序贯M估计的时空域融合红外杂波抑制[J]. 航空学报, 2011, 32(8): 1531-1541.
[14]	吕晖, 冯大政, 和洁, 向聪. 一种简化的机载MIMO雷达杂波特征相消器[J]. 航空学报, 2011, 32(5): 866-872.
[15]	王曦, 房建成, 樊亚洪, 刘彬, 李光军, 刘刚. 磁悬浮飞轮用轴向力偏转永磁偏置轴向磁轴承磁路耦合特性[J]. 航空学报, 2011, 32(4): 649-663.