一种均匀场景下的雷达回波信号多普勒质心确定方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109283503A(43)申请公布日2019.01.29(21)申请号201710603597.2(22)申请日2017.07.23(71)申请人北京遥感设备研究所地址100854北京市海淀区永定路50号(72)发明人段云鹏何靖王百涛朱智明(74)专利代理机构中国航天科工集团公司专利中心11024代理人孔晓芳(51)Int.Cl.G01S7/41(2006.01)权利要求书2页说明书3页(54)发明名称一种均匀场景下的雷达回波信号多普勒质心确定方法(57)摘要本发明公开了一种均匀场景下的雷达回波信号多普勒质心确定方法，通过回波数据流生成模块、数字正交混频模块、脉冲压缩模块和多普勒质心确定模块实现。回波数据流生成模块对雷达回波信号进行采样，生成回波数据流；数字正交混频模块对回波数据流进行数字正交混频处理，得到基带同相和正交数据流；脉冲压缩模块对基带同相和正交数据进行脉冲压缩处理，得到脉压后数据；多普勒质心确定模块对脉压后数据进行自相关运算，并根据运算结果确定多普勒质心。本发明解决了常用的多普勒质心确定方法在均匀场景下确定的多普勒质心精度较低的问题。CN109283503ACN109283503A权利要求书1/2页1.一种均匀场景下的雷达回波信号多普勒质心确定方法，其具体步骤为：第一步搭建多普勒质心确定系统多普勒质心确定系统，包括：回波数据流生成模块、数字正交混频模块、脉冲压缩模块和多普勒质心确定模块；回波数据流生成模块的功能为：对雷达回波信号进行采样，生成回波数据流；数字正交混频模块的功能为：对回波数据流进行数字正交混频处理，得到基带同相和正交数据流；脉冲压缩模块的功能为：对基带同相和正交数据进行脉冲压缩处理，得到脉压后数据；多普勒质心确定模块的功能为：对脉压后数据进行自相关运算，并根据运算结果确定多普勒质心；在FPGA芯片中运行上述模块；第二步回波数据流生成模块对雷达回波信号进行采样，生成回波数据流回波数据流生成模块在脉冲持续时间内雷达回波信号s(t)进行采样，生成回波数据流s(n)，采样频率为fs，t为时间参数，n为时域点索引值，n＝0,1,…,N-1，N为数据流长度；第三步数字正交混频模块对回波数据流进行数字正交混频处理数字正交混频模块将回波数据流s(n)分别乘以数字本振cos(2πf0n)和sin(2πf0n)，然后分别进行滤波处理，得到数字正交混频处理结果：基带同相数据流sI(n)和基带正交数据流sQ(n)；第四步脉冲压缩模块对基带同相和正交数据进行脉冲压缩处理，得到脉压后数据脉冲压缩模块将基带同相数据流sI(n)和基带正交数据流sQ(n)组合成复数形式：sI(n)+j·sQ(n)，并进行FFT处理：将sI(n)+j·sQ(n)从时域变换到频域，得到频域数据S(k)；构建方位向参考函数f(t)＝exp{j2π(-γt2/2)}，并进行FFT处理：将方位向参考函数f(t)从时域变换到频域，得到频域数据F(k)；将频域数据S(k)与频域数据F(k)的共轭进行复数相乘，对乘积结果进行IFFT处理：将乘积结果从频域变换到时域，得到脉压后数据x(n)，其中k为频域点索引，k＝0,1,...,N-1；j表示e-j2πkn/N为复数表示形式；γ为调频斜率；exp{·}为一种复指数表示形式；F*(k)表示复数取共轭；第五步多普勒质心确定模块对脉压后数据进行自相关运算，并根据运算结果确定多普勒质心多普勒质心确定模块对脉压后数据x(n)进行自相关运算：得到自相关运算结果R(m)，使用公式：确定多普勒质心fDC，其中m为平移参数，T为脉冲宽度，arg[·]表示求角度运算；2CN109283503A权利要求书2/2页至此实现了均匀场景下雷达回波信号多普勒质心值的确定。2.如权利要求1所述的均匀场景下的雷达回波信号多普勒质心确定方法，其特征在于：采样频率fs的选取原则：fs≥4(f0+B/2)，其中f0为雷达发射信号的中心频率，B为雷达发射信号的带宽，f0+B/2为雷达发射信号的最大频率。3.如权利要求1或2所述的均匀场景下的雷达回波信号多普勒质心确定方法，其特征在于：所述数字正交混频模块将回波数据流s(n)分别乘以数字本振cos(2πf0n)和sin(2πf0n)，然后分别进行低通滤波处理：sI(n)＝LPF{s(n)·cos(2πf0n)}sQ(n)＝LPF{s(n)·sin(2πf0n)}得到数字正交混频处理结果：基带同相数据流sI(n)和基带正交数据流sQ(n)，其中LPF{·}表示低通滤波处理。3CN109283503A说明书1/3页一种均匀场景下的雷达回波信号多普勒质心确定方法技术领域[0001]本发明涉及一种多普勒质心确定方法，特别是一种均匀场景下的雷