一种基于正交波形的分布式雷达的相位差估计方法

摘要

本发明的目的是针对分布式全相参雷达这一新体制雷达中的相位差估计这个关键问题，提出基于正交波形的分布式雷达的相位差估计方法。步骤一、利用修正代价函数设计正交波形；首先根据搜索雷达提供的目标与两雷达的距离差的先验信息确定修正代价函数；然后利用模拟退火算法和传统迭代算法的混合优化算法，对相位空间进行搜索以使得代价函数最小，从而得到子脉冲的相位矩阵；步骤二、发射正交波形，对相位差进行估计；首先利用步骤一所设计的正交波形对其进行上变频得到两雷达的发射信号，发射信号经过目标反射后，在两雷达处接收到的目标回波，经过匹配滤波器组分离出四路回波信号，然后对四路回波信号进行相位提取以估计相位差；最后，对两估计值平均加权得最终的相位差估计值。

主权项

基于正交波形的分布式雷达的相位差估计方法，其特征在于，具体步骤包括： 步骤一、利用修正代价函数设计正交波形； 首先根据搜索雷达提供的目标与两雷达的距离差的先验信息ΔR_max，确定修正代价函数： 式中，A_l(k)为两个正交信号的自相关函数，C(k)为两个正交信号的互相关函数，λ为加权系数，衡量代价函数中自相关函数和互相关函数的比重，c为电磁波段的传播速度； 设定正交相位编码信号的相位编码空间数M，单个脉冲内子脉冲个数N，从而得到正交信号子脉冲的相位空间为： 然后，利用模拟退火算法和传统迭代算法的混合优化算法，对相位空间进行搜索以使得代价函数最小，从而得到子脉冲的相位矩阵： 式中，φ_l(n)，0≤φ_l(n)＜2π为第l个信号的第n个子脉冲的相位，l=1,2； 至此完成正交相位编码信号的设计：步骤二、发射正交波形，对相位差进行估计； 首先利用步骤一所设计的正交波形S₁(n)，S₂(n)，对其进行上变频得到两雷达的发射信号x₁(n)＝S₁(n)u₁(n)x₂(n)＝S₂(n)u₂(n)式中，u₁(n)，u₂(n)为两个雷达的本振信号；发射信号经过目标反射后，在两雷达处接收到的目标回波y_１(n)、y₂(n)，经过匹配滤波器组S₁(n)，S₂(n)分离出四路回波信号，然后对四路回波信号进行相位提取以估计相位差； 然后在雷达1处分离出两回波信号y_１１(k)、y₁₂(k)为：y₁₁(k)＝xocrr(y₁(n)，S₁(n))、y₁₂(k)＝xcorr(y₁(n)，S₂(n))式中，xcorr(·，·)表示求取两信号的互相关函数，提取两回波信号的相位，从而得到相位差估计值同样的，在雷达2处分离出两回波信号：y₂₁(k)＝xcorr(y₂(n)，S₁(n))， y₂₂(k)＝xcorr(y₂(n)，S₂(n))提取两回波信号的相位，从而得到相位差估计值最后，对两估计值和平均加权得最终的相位差估计值：自此就实现了分布式雷达的相位差的高精度估计。