1.一种基于星链通信信号外辐射源雷达距离徙动校正方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,接收星链卫星下行通信信号及直达波信号,利用直达波信号对目标回波信号进行重构与脉冲压缩处理,得到第一通信信号;
步骤2,对第一通信信号沿快时间维度进行傅里叶变换,将信号转换到距离频率‑慢时间域,得到第二通信信号;
步骤3,对第二通信信号进行多普勒模糊数补偿,得到第三通信信号;
步骤4,计算各距离频率单元的能量分布,并计算各距离频率单元沿慢时间维度的多普勒谱熵,基于能量分布和运动敏感度,执行一个预设的二元决策规则,将信号的频谱动态地划分为第一处理区和第二处理区;
步骤5,对第一处理区的信号采用第一类插值Keystone变换算法进行插值校正,对第二处理区的信号采用第二类插值Keystone变换算法进行插值校正;
步骤6,将校正后的信号在距离频率‑慢时间域内重新组合,并通过距离维逆傅里叶变换,得到最终完成校正的时域信号。
2.根据权利要求1所述的基于星链通信信号外辐射源雷达距离徙动校正方法,其特征在于,第一通信信号的表达式为:,
其中, 表示快时间, 表示慢时间, 为矩形函数,表示信号只在长度为 的慢时间区间内是有效的,即值为1,其余时间为0, 表示整个观测时间, 是参考信号与回波信号 的互相关结果, 为双基距离历史,为光速,波长 , 为载波频率,表示虚数单位。
3.根据权利要求2所述的基于星链通信信号外辐射源雷达距离徙动校正方法,其特征在于,第二通信信号的表达式为:,
其中, 表示发射脉冲信号的频谱, 表示距离频率, 为双基地初始距离, 表示距离历史泰勒展开后的一次项系数, 表示距离历史泰勒展开后的二次项系数。
4.根据权利要求3所述的基于星链通信信号外辐射源雷达距离徙动校正方法,其特征在于,步骤3包括:通过Radon变换获取估计模糊数 ,构建得到预滤波器,表达式为:,
将预滤波器和第二通信信号相乘得到第三通信信号,表达式为:,
其中,参数 。
5.根据权利要求4所述的基于星链通信信号外辐射源雷达距离徙动校正方法,其特征在于,步骤4包括:将第三通信信号进行离散化,得到离散化矩阵,表达式为:,
其中, 是距离频率单元的索引,对应连续频率 , 为频率采样间隔;是慢时间的索引,对应连续时间 , 为时间采样间隔;
对离散化矩阵沿慢时间维计算每个距离频率单元n的总能量 ,表达式为:,
其中,为沿方位向慢时间维的总采样点数;
计算每个距离频率单元的功率谱密度 ,表达式为:,
其中, 表示输入信号,是离散化矩阵 在固定距离单元n上、沿慢时间维l取出的一行数据; 表示窗函数,表示多普勒频率单元索引, , 表示模的平方;
将功率谱密度归一化为概率密度函数 ,表达式为:,
其中, 为功率谱密度函数,m为多普勒频率单元的求和索引, ;
计算每个距离单元n的多普勒谱熵 ,公式为:,
其中,是为避免对数运算值为零而设的一个极小正数;
通过预设的二维决策门限,将所有频率单元进行二元划分,其中第一处理区索引集记为 ;第二处理区索引集记为,其中,符号 代表逻辑或,符号 代表逻辑与, 表示能量门限, 表示运动敏感度门限;
将第一处理区的信号记为 , ;将第二处理区的信号记为 , 。
6.根据权利要求5所述的基于星链通信信号外辐射源雷达距离徙动校正方法,其特征在于,对第二处理区的信号采用第二类插值Keystone变换算法进行插值校正的步骤包括:将慢时间轴 进行一次与距离频率 相关的重采样,得到新时间轴 ,表示为:,
令参数 ,当 时,新采样点比原始采样点更密集,需要进行内插,通过在信号的频域中心补零来实现,实现过程包括:步骤511,对长度为L的原始慢时间序列 进行FFT得到 ;
步骤512,计算内插后的新序列长度 , 表示向上取整;
步骤513,在频谱 的中心插入 个零值,其中 ,构造得到新的、长度为 的多普勒谱 ,当L为偶数时,多普勒谱 的表达式为:
,
当L为奇数时,多普勒谱 的表达式为:,
其中, 表示补零后多普勒频率的索引;
步骤514,对补零后的频谱 进行 点的逆傅里叶变换,得到内插后的慢时间序列 ,表达式为:,
其中,IFFT表示逆傅里叶变换,i表示新序列的慢时间索引。
7.根据权利要求6所述的基于星链通信信号外辐射源雷达距离徙动校正方法,其特征在于,对第二处理区的信号采用第二类插值Keystone变换算法进行插值校正的步骤还包括:当 时,新采样点比原始采样点更稀疏,需要先内插再抽取,实现过程包括:步骤521,确定一个最小的整数上采样倍率A(n),使得 ,其中A(n)的表达式为: ;
步骤522,将信号 进行A(n)倍的内插,得到一个临时序列 ,长度为;
步骤523,对临时序列 中抽取采样点,得到最终的目标序列 ,新序列的第 个采样点,对应于临时序列 中的位置由以下公式确定:,
其中,是从临时序列 中抽取的点的索引, 表示四舍五入函数;
最终得到的目标序列表示为:
。
8.根据权利要求7所述的基于星链通信信号外辐射源雷达距离徙动校正方法,其特征在于,对第一处理区的信号采用第一类插值Keystone变换算法进行插值校正的步骤包括:构建信号特征自适应凯泽窗,凯泽窗的核半宽度 根据运动敏感度 动态调整,表达式为:,
其中, 代表第n个距离频率单元的最终核半宽度, 代表一个基础宽度,是核宽度的最小值, 是一个调节系数,控制核宽度的最大变化范围; 是 归一化后的运动敏感度指标,值在0到1之间;
凯泽窗的形状参数 根据局部信噪比 动态调整,表达式为:,
其中, 是预设最小 值, 是预设 调节幅度, ;
信号特征自适应凯泽窗 的最终表达式为:,
其中,k为窗函数内的离散点索引,范围为 ; 为零阶修正贝塞尔函数;
利用自适应凯泽窗的Sinc函数对第一处理区内信号进行插值,得到插值后信号的公式为:,
其中, 是依赖于距离单元n的自适应凯泽窗函数,i为插值输出信号的慢时间索引,L为第一处理区内信号 慢时间维的总采样点数。
9.根据权利要求8所述的基于星链通信信号外辐射源雷达距离徙动校正方法,其特征在于,最终完成校正的时域信号记为矩阵 ,通过以下分段函数来表示:,
其中, 代表第一处理区中所有距离频率单元 的集合, 代表第二处理区中所有距离频率单元 的集合。