基于多普勒信息的机扫米波雷达质量中心测角方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号CN105974390B(45)授权公告日2018.06.05(21)申请号201610505129.7审查员朱仲艳(22)申请日2016.06.30(65)同一申请的已公布的文献号申请公布号CN105974390A(43)申请公布日2016.09.28(73)专利权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)发明人赵永波庞晓娇何学辉刘宏伟苏洪涛苏涛(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.G01S7/41(2006.01)G01S13/50(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称基于多普勒信息的机扫米波雷达质量中心测角方法(57)摘要本发明属于雷达技术领域，公开了一种基于多普勒信息的机扫米波雷达质量中心测角方法，以降低同一波束宽度内存在多目标对质量中心法测角精度的影响，减小测角误差，提高测角精度，该方法包括天线阵列发射脉冲信号；对接收的回波信号进行相位调整，之后进行DFT运算；找到多普勒频率在多普勒通道中对应的点，在该点左右两边保留M个点，其余点置0；对置0后的数据进行IDFT运算；对IDFT运算后的数据取最大幅值，并找到对应脉冲，以及该脉冲对应脉冲的角度值θmax；在该角度的左右均取(L-1)/2个角度值，并找出对应的幅值；使用质心法进行角度估计。CN105974390BCN105974390B权利要求书1/2页1.一种基于多普勒信息的机扫米波雷达质量中心测角方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1，设定机扫米波雷达的天线为由N个阵元组成的等距线阵，机扫米波雷达发射K个脉冲，相邻脉冲之间间隔固定预设角，N为大于或者等于4的整数，K为大于1的自然数；步骤2，机扫米波雷达通过等距线阵接收K个脉冲的回波信号X，确定第i个脉冲的目标偏轴角，i＝1，2，...，K，并对回波信号X进行相位调整，得到相位调整后的回波信号，进而对相位调整后的回波信号进行K点离散傅里叶变换，得到离散傅里叶变换之后的回波信号；目标偏轴角为目标与天线中心法线之间的夹角；步骤3，确定离散傅里叶变换之后的回波信号中目标多普勒频率对应的点G，在点G左右两侧各保留M个点，并将其余数据置零，从而得到置零后的回波信号，其中，1≤M≤K/2；步骤4，对置零后的回波信号进行逆离散傅里叶变换，得到逆离散傅里叶变换后的回波信号，获取逆离散傅里叶变换后的回波信号中最大幅值对应的脉冲，以及该脉冲对应的目标偏轴角，记为第一目标偏轴角；步骤5，在第一目标偏轴角左右两侧各取(L-1)/2个角度值，并在逆离散傅里叶变换后的回波信号中获取每个角度值对应的幅度值，组成新的回波数据；L为在3dB波束宽度内包含的脉冲个数；步骤6，对所述新的回波数据使用质量中心测角方法进行目标角度估计，得到目标角度估计值；其中，步骤6具体为：(6a)将在第一目标偏轴角左侧取的(L-1)/2个角度值、在第一目标偏轴角右侧取的(L-1)/2个角度值以及第一目标偏轴角分别依次记为θl，l＝1，...，L，并将其对应的幅度值记为al，l＝1，...，L，从而得到新的回波数据；(6b)对所述新的回波数据使用质量中心测角方法进行目标角度估计，得到目标角度估计值θe：2.根据权利要求1所述的一种基于多普勒信息的机扫米波雷达质量中心测角方法，其特征在于，步骤1中，机扫米波雷达发射K个脉冲，相邻脉冲之间间隔固定预设角具体为：机扫米波雷达在天线扫描工作时，每间隔固定预设角ΔΦ发射一个脉冲，且在3dB波束宽度内包含L个脉冲；其中，ΔΦ＝360*t/T，t为脉冲重复周期，T为机扫米波雷达的转速。3.根据权利要求1所述的一种基于多普勒信息的机扫米波雷达质量中心测角方法，其特征在于，步骤2具体为：(2a)机扫米波雷达通过天线阵接收K个脉冲的回波信号X＝AS+n，其中，A＝[a(θ1)，...a(θi)...，a(θK)]表示回波信号包含的目标相位信息，a(θi)＝[1，exp(j2πd/λsinθi)，...，Texp(j2π(N-1)d/λsinθi)]为第i个脉冲的目标偏轴角矢量，i＝1，2，...，K；d为阵元间隔，λ为信号波长，[·]T表示向量的转置；TS＝[Sl，...Si...，SK]表示回波信号的复包络，Si表示第i个脉冲的复包络信息，其中fd表示目标的多普勒频率，fd＝2Vf0/c，V表示目标相对机扫米波雷达2CN105974390B权利要求书2/2页的径向速度，f0表示雷达发射信号的中心频率，c代表光速，t为脉冲重复周期；n代表均值为0、方差为1的N×K阶高斯白噪声矩阵；(2b)对回波信号X进行相位调整，得到相位调整后的回波信号Y＝a(θ0)