基于相位干涉技术的宽带雷达目标速度解模糊方法.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CN107966688A(43)申请公布日2018.04.27(21)申请号201711095650.9(22)申请日2017.11.09(71)申请人东南大学地址210096江苏省南京市四牌楼2号申请人南京隼眼电子科技有限公司(72)发明人徐刚刘振振张慧洪伟(74)专利代理机构北京德崇智捷知识产权代理有限公司11467代理人王斌(51)Int.Cl.G01S7/292(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图1页(54)发明名称基于相位干涉技术的宽带雷达目标速度解模糊方法(57)摘要本发明属于雷达信号处理技术领域，针对毫米波宽带雷达探测中运动目标速度极易产生模糊问题，公开了基于相位干涉技术的目标速度解模糊方法，包括如下步骤：步骤一、利用单帧回波信号，获得目标的距离-多普勒图像；步骤二、对检测的各个目标，在图像域的距离和多普勒两维加窗取出对应的目标信号；步骤三、得到目标的回波数据域信号；步骤四、利用干涉相位粗估计目标速度，解析速度的模糊数；步骤五、利用目标的多普勒位置估计目标的模糊速度，结合速度模糊数，最终求解获得无模糊速度。本发明仅使用单帧数据（一般对应毫秒级时间）即可实现对目标速度较为精确的估计，提高信号处理的实时性，适用于车载毫米波雷达快速估计目标速度参数。CN107966688ACN107966688A权利要求书1/2页1.基于相位干涉技术的宽带雷达目标速度解模糊方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、利用单帧回波信号，获得目标的距离-多普勒图像；步骤二、对距离-多普勒图像进行目标检测处理，对检测的各个目标，在图像域的距离和多普勒两维加窗取出对应的目标信号；步骤三、对加窗取出的目标信号，在距离和多普勒两维分别进行逆傅立叶变换，得到目标的回波数据域信号；步骤四、在回波数据域，对回波数据域信号在不同距离频率信号之间进行干涉相位处理，利用干涉相位粗估计目标速度，解析速度的模糊数；步骤五、利用目标的多普勒位置估计目标的模糊速度，结合速度模糊数，最终求解获得无模糊速度。2.根据权利要求1所述的基于相位干涉的解速度模糊方法，其特征在于，所述步骤一中，获得目标的距离-多普勒图像的方法是：毫米波雷达发射宽带线性调频连续波信号，在接收端采用数字下变频相干检波后，对回波信号在距离和多普勒两个维度分别进行傅里叶变换，获得目标的距离-多普勒图像。3.根据权利要求2所述的基于相位干涉的解速度模糊方法，其特征在于，所述步骤一中，目标的距离-多普勒图像s(fr,fd)为：其中，Tp为扫频信号宽度，γ为调频斜率，R0为目标初始径向距离，v为目标与平台的径向相对速度，c为电磁波传播速度，fc为载波中心频率，表示第m个脉冲的时刻，PRF为脉冲重复频率，为单帧M个脉冲对应的相干处理时间。4.根据权利要求3所述的基于相位干涉的解速度模糊方法，其特征在于，所述步骤三中，目标的回波数据域信号为：-1其中，si(fr,fd)为取出的目标信号，F[·]表示逆傅里叶变换，为信号扫频内时间。5.根据权利要求4所述的基于相位干涉的解速度模糊方法，其特征在于，所述步骤四中，干涉相位处理为：θ＝angle(Sinter)其中，θ为干涉相位，Sinter表示干涉信号，ΔTr和ΔTa对应距离和方位的时间间隔，angle2CN107966688A权利要求书2/2页(·)表示取相位操作；速度粗估计结果为：模糊数可以估计为:其中，round(·)表示取整数操作。6.根据权利要求5所述的基于相位干涉的解速度模糊方法，其特征在于，所述步骤五中，最终获得的无模糊速度为：其中，为PRF对应的模糊速度值；为目标位置在l个多普勒单元对应的模糊速度值。7.基于相位干涉技术的宽带雷达目标速度解模糊方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、接收连续的多帧回波信号，按单帧数据分别处理获得目标的距离-多普勒图像；步骤二、对多幅距离-多普勒图像分别处理，得到单帧数据下的无模糊速度估计，具体包括：对距离-多普勒图像进行目标检测处理，对检测的各个目标，在图像域的距离和多普勒两维加窗取出对应的目标信号；对加窗取出的目标信号，在距离和多普勒两维分别进行逆傅立叶变换，得到目标的回波数据域信号；在回波数据域，对回波数据域信号在不同距离频率信号之间进行干涉相位处理，利用干涉相位获得目标速度粗估计；步骤三、联合多个单帧回波信号下的目标速度粗估计，进行均值滤波处理，得到均值后的速度粗估计结果，用来求取目标速度模糊数步骤四、结合模糊速度得到多帧回波信号处理下的无模糊速度。8.根据权利要求7所述的基于相位干涉的解速度模糊方法，其特征在于，最终的目标无模糊速度为：式中，为PRF对应的模糊速度值，为目标位置在l个多普勒单元对应的模糊速度值。3CN1079666