米波雷达测角方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103412301A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103412301103412301A(43)申请公布日2013.11.27(21)申请号201310374492.6(22)申请日2013.08.23(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)发明人赵永波李兵刘宏伟水鹏朗杨金柱朱玉堂(74)专利代理机构陕西电子工业专利中心61205代理人王品华朱红星(51)Int.Cl.G01S13/06(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图3页附图3页(54)发明名称米波雷达测角方法(57)摘要本发明公开了一种米波雷达测角方法，主要解决现有技术由于多普勒通道对不准而造成的信噪比损失大的问题。其实现步骤为：（1）对阵列接收的雷达回波信号进行脉冲压缩，得到脉压回波信号；（2）估计目标角度，并用该目标角度构造权矢量对脉压回波信号进行波束形成；(3)对波束形成后的数据进行多点的快速傅里叶变换，进而获得目标的精确多普勒频率；(4)用获得的精确多普勒频率产生一个多普勒权矢量，用此多普勒权矢量对脉压回波信号进行加权滤波；(5)采用滤波后的数据进行波束扫描测角。本发明具有测角精度高，性能稳定的优点，可用于雷达技术领域中的目标精准定位。CN103412301ACN10342ACN103412301A权利要求书1/1页1.一种米波雷达测角方法，包括如下步骤：（1）采用包含N个阵元的均匀线阵接收米波雷达回波信号，并经过脉冲压缩后得到脉压回波信号为X；H（2）对脉压回波信号X用权向量wq进行波束形成，得到波束形成后的数据yD＝wqX，T其中wq＝a(θ0')＝[1,exp(j2πdsinθ0'/λ),…,exp(j2πd(N-1)sinθ0'/λ)]表示权向量，θ0'是常规测角方法估计的角度，exp表示以e为底的指数幂，j表示虚数单位，d为阵元间距，λ表示信号的波长，[]H表示向量共轭转置，[]T表示向量转置；（3）对波束形成后的数据yD，进行4M点的FFT处理，得到FFT处理后的数据yF，M表示每个阵元的接收脉冲数；（4）设yF的模值最大值所对应的位置为pT,则目标的多普勒频率估计为（5）利用目标多普勒频率fd'产生一组权矢量：Twfd＝[1,exp(j2πfd'Tr),…,exp(j2πfd'(M-1)Tr)]，其中Tr表示脉冲重复周期；（6）用权矢量wfd对脉压回波信号X进行加权滤波，得到滤波后的数据Z＝[z1,z2,…T,zN]，其中zi表示对第i个阵元接收的脉压回波信号进行加权滤波后所得的值，i=1,2,3,…,N；（7）对滤波后的数据Z进行波束扫描测角，得到估计的目标角度为其中||表示求模，a(θ)＝[1,exp(j2πdsinθ/λ),…,exp(j2πd(N-1)sinθ/λ)]T表示扫描权向量，θ为扫描角度。2.根据权利要求1所述的米波雷达测角方法，其特征在于，步骤（1）所述的脉压回波信号X，表示为：X＝[xik]N×M，其中，xik=sTexp(j2πd(i-1)sinθT/λ)exp(j2πfd(k-1)Tr)+wik表示第i个阵元接收到的第k个脉冲的脉压回波信号，i=1,2,3,…,N，k=1,2,3,…,M，sT表示经过脉冲压缩之后的目标回波信号初始复振幅,θT为目标回波方向与接收天线阵列法线之间的夹角，fd表示目标的多普勒频率，wik表示白噪声。3.根据权利要求1所述的米波雷达测角方法，其特征在于，步骤（6）所述的用权矢量wfd对脉压回波信号X进行加权滤波，按如下步骤进行：3a）用权矢量wfd对第一个阵元接收到的脉压回波信号[x11,x12,…,x1M]，进行加权滤波，HT得到滤波后的一个数据：z1＝wfd[x11,x12,…,x1M]；3b）对其他阵元做同样的处理，每个阵元都得到滤波后的一个数据，最后得到N个阵元T所对应的滤波后的N个数据，Z＝[z1,z2,…,zN]。2CN103412301A说明书1/4页米波雷达测角方法技术领域[0001]本发明属于雷达技术领域，具体是一种米波雷达测角方法，可用于改善米波雷达测角过程中因多普勒通道对不准而导致的目标角度估计精度下降的问题。背景技术[0002]米波雷达在超视距探测、抗电子干扰等方面具有独特的优势，近年来受到普遍重视。但由于米波波长较长，且受到天线尺寸的限制，天线主瓣波束较宽，测角精度较差，无法对目标精准定位。如何有效提高米波雷达的测角精度至今仍然是雷达界的一个难题。本发明在常规测角方法的基础上，提出了一种改进的米波雷达测角方法。[0003]雷达的测角精度除了和系统本身的参数、估计方法、天线孔径有关外，还与信噪比直接相关。所以要提高测角精度，