基于雷达大脉宽信号的目标测速测距方法.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CN106093927A(43)申请公布日2016.11.09(21)申请号201610369076.0(22)申请日2016.05.30(71)申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市太白南路2号(72)发明人廖桂生王英杨志伟黄鹏辉刘永军许华健徐雪菲郭学敏袁赛(74)专利代理机构西安睿通知识产权代理事务所(特殊普通合伙)61218代理人惠文轩(51)Int.Cl.G01S13/08(2006.01)G01S13/58(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图7页(54)发明名称基于雷达大脉宽信号的目标测速测距方法(57)摘要本发明公开了一种基于雷达大脉宽信号的目标测速测距方法，其主要思路为：雷达发射端发射N个大脉宽的脉冲信号s(t)，根据N个大脉宽的脉冲信号s(t)，计算雷达接收端接收的回波信号y(t)，所述雷达接收端接收的回波信号y(t)包含M个目标的信息，每一个目标的信息包含目标的斜距和目标的径向速度；根据雷达接收端接收的回波信号y(t)，计算回波信号y(t)的相关矩阵R；根据回波信号y(t)的相关矩阵R，计算得到M个目标各自的多普勒频率和M个目标各自的目标径向速度；根据所述M个目标各自的目标径向速度，对雷达接收端接收的回波信号y(t)进行多普勒频率补偿，计算多普勒频率补偿后M个目标的回波信号，然后对多普勒频率补偿后M个目标的回波信号进行脉冲压缩处理，计算M个目标各自的斜距。CN106093927ACN106093927A权利要求书1/3页1.一种基于雷达大脉宽信号的目标测速测距方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，雷达发射端发射N个大脉宽的脉冲信号s(t)，脉冲信号s(t)的脉冲重复周期为Tr，脉冲信号s(t)的脉冲重复频率为脉冲信号s(t)的脉冲宽度为τ，脉冲宽度τ为毫米级时对应的脉冲为大脉宽，脉冲信号s(t)波长为λ0，C为光速，f0为脉冲信号s(t)的中心频率，N为自然数；步骤2，根据N个大脉宽的脉冲信号s(t)，计算得到雷达接收端接收的回波信号y(t)，所述雷达接收端接收的回波信号y(t)包含M个目标的信息，每一个目标的信息包含目标的斜距和目标的径向速度；步骤3，根据雷达接收端接收的回波信号y(t)，计算得到回波信号y(t)的相关矩阵R；步骤4，根据回波信号y(t)的相关矩阵R，依次计算得到M个目标各自的多普勒频率和M个目标各自的径向速度；步骤5，根据所述M个目标各自的多普勒频率，对雷达接收端接收的回波信号y(t)进行多普勒频率补偿，计算得到多普勒频率补偿后M个目标的回波信号，然后对多普勒频率补偿后M个目标的回波信号进行脉冲压缩处理，计算得到M个目标各自的斜距。2.如权利要求1所述的一种基于雷达大脉宽信号的目标测速测距方法，其特征在于，在步骤1中，所述N个大脉宽的脉冲信号s(t)，其具体表达式为：其中，l∈{1,2,…,N}，N为雷达发射端发射大脉宽的个数，Tr为脉冲信号s(t)的脉冲重复周期，τ为脉冲信号s(t)的脉冲宽度，f0为脉冲信号s(t)的中心频率，θ0为脉冲信号s(t)的初始相位，rect(·)为矩形函数，t为时间变量，N为自然数。3.如权利要求1所述的一种基于雷达大脉宽信号的目标测速测距方法，其特征在于，在步骤2中，所述雷达接收端接收的回波信号y(t)，其表达式为：其中，雷达接收端接收的回波信号y(t)中包含M个目标的信息，每一个目标的信息包含目标的斜距和目标的径向速度，第i个目标的斜距为Ri，第i个目标的径向速度为vri，i∈{1,2,…,M}，ki为第i个目标的回波衰减，s(t)为雷达发射端发射的N个大脉宽的脉冲信号，t为时间变量，△ti为第i个目标的回波对应的延迟时间，C为光速，fdi为第i个目标的多普勒频率，λ0为脉冲信号s(t)的波长。4.如权利要求1所述的一种基于雷达大脉宽信号的目标测速测距方法，其特征在于，在步骤3中，所述回波信号y(t)的相关矩阵R，其计算过程为：3.1初始化：构造一个K×K对角矩阵P，K×K对角矩阵P对角线上的元素为等间隔取的K个频率点各自对应的回波功率，即K个频率点各自对应的回波功率，与K×K对角矩阵P对角2CN106093927A权利要求书2/3页线上的元素分别相同；k表示第k个频率点，k＝{1，2，……，K}，K×K对角矩阵P的初始矩阵为P1，初始矩阵P1对角线上包含K个元素值，其中第k个元素值为为，a(fdk)为第k个频率点的对应多普勒频率组成的阵列流行向量，y(n)为回波信号y(t)的离散形式；回波信号y(t)的相关矩阵初始值为R1，表示定义；设定迭代总次数为D，m表示第m次迭代，m初值为1；3.2计算得到第m次迭代后第k个频率点对应的信号波形a(fdk)为第k个频