基于多普勒频谱重心校正的调频连续波着陆雷达测速方法.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CN108535719A(43)申请公布日2018.09.14(21)申请号201810314089.7(22)申请日2018.04.10(66)本国优先权数据201711469280.02017.12.29CN(71)申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市雁塔区太白南路2号(72)发明人刘楠杨冬凡郭凯斯寻少伟张林让(74)专利代理机构陕西电子工业专利中心61205代理人田文英王品华(51)Int.Cl.G01S13/58(2006.01)G01S7/40(2006.01)权利要求书4页说明书8页附图3页(54)发明名称基于多普勒频谱重心校正的调频连续波着陆雷达测速方法(57)摘要本发明公开了一种基于多普勒频谱重心校正的调频连续波着陆雷达测速方法，其实现步骤为：(1)获取调频连续波着陆雷达的回波信号；(2)获得解调频后回波信号的二维矩阵；(3)获得差频信号的频谱；(4)获得差频信号频谱重心和频谱宽度的第一次估计值；(5)计算差频信号频谱的噪声功率；(6)获得差频信号频谱重心和频谱宽度的第二次估计值；(7)获得调频连续波着陆雷达天线波束的地面入射角；(8)获得校正后的多普勒频谱重心；(9)获得校正后的测速结果。本发明通过添加重心校正系数得到校正后的速度估计值，可以用于调频连续波着陆雷达测速，满足更高精度的测速要求。CN108535719ACN108535719A权利要求书1/4页1.一种基于多普勒频谱重心校正的调频连续波着陆雷达测速方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)获取调频连续波着陆雷达的回波信号：(1a)根据调频连续波着陆雷达系统的要求，设置系统的各项仿真参数；(1b)利用调频连续波着陆雷达的回波信号公式，计算三角调制的调频连续波着陆雷达在正、负调频周期的回波信号；(2)获得解调频后回波信号的二维矩阵：对调频连续波着陆雷达的实时回波信号做解调频处理，得到调频连续波着陆雷达的差频信号；将调频连续波着陆雷达的差频信号排列为二维矩阵；(3)获得差频信号的频谱：(3a)对调频连续波着陆雷达差频信号的二维矩阵做快速离散傅里叶变换FFT，得到调频连续波着陆雷达差频信号频谱的二维矩阵；(3b)对调频连续波着陆雷达差频信号频谱的二维矩阵做非相参积累处理，得到调频连续波着陆雷达差频信号的频谱；(4)获得差频信号频谱重心和频谱宽度的第一次估计值：(4a)利用重心估计公式，分别计算调频连续波着陆雷达正、负调频周期差频信号频谱重心的第一次估计值；(4b)利用频谱宽度估计公式，分别计算调频连续波着陆雷达正、负调频周期差频信号频谱宽度的第一次估计值；(5)计算差频信号频谱的噪声功率：利用噪声功率计算公式，分别计算调频连续波着陆雷达正、负调频周期的噪声功率值；(6)获得差频信号频谱重心和频谱宽度的第二次估计值：(6a)将正、负调频周期差频信号频谱重心的第一次估计值，分别作为第二次估计窗口的中心；(6b)将正、负调频周期差频信号频谱宽度的第一次估计的四倍值，分别作为第二次估计窗口的宽度；(6c)用正、负调频周期差频信号的频谱功率值分别减去正、负调频周期的噪声功率值，以功率差分别作为第二次估计窗口内正、负调频周期差频信号的频谱功率值；(6d)在估计窗口内，用第二次估计窗口的中心频率值更新正调频或负调频周期差频信号谱峰对应的频率值；用第二次估计窗口内的采样点数更新正调频或负调频周期差频信号谱峰两端所取的采样点数；用第二次估计窗口内正、负调频周期差频信号的频谱功率值更新正调频或负调频周期差频信号的频谱功率值；(6e)在估计窗口内，利用重心估计公式，计算调频连续波着陆雷达正、负调频周期差频信号频谱重心的第二次估计值；(6f)在估计窗口内，利用频谱宽度估计公式，计算调频连续波着陆雷达正、负调频周期差频信号频谱宽度的第二次估计值；(7)获得调频连续波着陆雷达天线波束的地面入射角：(7a)利用波束中心频率估计公式，计算调频连续波着陆雷达天线的波束中心差频信号频率估计值；2CN108535719A权利要求书2/4页(7b)利用波束中心频谱宽度估计公式，计算调频连续波着陆雷达天线的波束中心差频信号频谱宽度估计值；(7c)建立一个包括入射角与差频信号频谱宽度和频率比值的对照表；(7d)将波束中心差频信号频谱宽度估计值与频率估计值的比值作为估计比值，在对照表中找到与估计比值最接近的比值，将此比值对应的入射角作为天线波束的地面入射角；(8)获得校正后的多普勒频谱重心：(8a)用负调频周期差频信号的频谱重心减去正正调频周期差频信号的频谱重心，将此差值除以2，得到调频连续波着陆雷达的多普勒频谱重心；(8b)建立一个包括入射角与重心校正系数的对照表；(8c)在对照表中找到天线波束在地面的入射角对应的