发明名称 一种提高线性调频连续波体制目标参数估计精度的方法
摘要 一种提高线性调频连续波体制目标参数估计精度的方法,其特征在于:建立准确的目标回波数学模型,通过对目标的距离r和/或速度v进行搜索,计算出多组理想目标回波谱,距离搜索的步长为50-300米;再将理想目标回波谱与实际目标回波谱进行比较,当两者最为匹配时的那组理想目标回波谱对应的距离值和/或速度值,即为目标参数——距离和/或速度的估计。
申请公布号 CN1296722C 申请公布日期 2007.01.24
申请号 CN03128239.3 申请日期 2003.06.30
申请人 武汉大学 发明人 程丰;柯亨玉;杨子杰
分类号 G01S13/536(2006.01) 主分类号 G01S13/536(2006.01)
代理机构 湖北武汉永嘉专利代理有限公司 代理人 朱必武
主权项 1.一种提高线性调频连续波体制目标参数估计精度的方法,其特征在于建立准确的目标回波数学模型,通过对目标的距离r和速度v进行搜索,计算出多组理想目标回波谱,距离搜索的步长为50-300米;再将理想目标回波谱与实际目标回波谱进行比较,当两者最为匹配时的那组理想目标回波谱对应的r、v值即为目标距离和速度的估计<img file="C031282390002C1.GIF" wi="134" he="46" />所述的目标回波数学模型为<maths num="001"><![CDATA[ <math><mrow><msub><mi>S</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub><mi>A</mi><mn>1</mn></msub><mi>cos</mi><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mi>&pi;</mi><mrow><mo>(</mo><mi>a&tau;t</mi><mo>-</mo><msub><mi>f</mi><mn>0</mn></msub><mi>&tau;</mi><mo>-</mo><mfrac><msup><mi>a&tau;</mi><mn>2</mn></msup><mn>2</mn></mfrac><mo>)</mo></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub><mi>A</mi><mn>1</mn></msub><mo>&CenterDot;</mo><mi>f</mi><mrow><mo>(</mo><mi>r</mi><mo>,</mo><mi>v</mi><mo>,</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>6</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></math>]]></maths>P<sub>2D</sub>(m,n,r,v)=FFT{FFT{S<sub>1</sub>(t)}}=A<sub>1</sub>·FFT{FFT{f(r,v,t)}}               =A<sub>1</sub>·P(m,n,r,v)                                                     (17)f<sub>SEARCH</sub>(r,v)=|β<sub>1</sub>(r,v)-β<sub>1</sub>′|<sup>2</sup>+|β<sub>2</sub>(r,v)-β<sub>2</sub>′|<sup>2</sup>+|γ<sub>1</sub>(r,v)-γ<sub>1</sub>′|<sup>2</sup>+|γ<sub>2</sub>(r,v)-γ<sub>2</sub>′|<sup>2</sup>   (27)<maths num="002"><![CDATA[ <math><mrow><msub><mi>&beta;</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>r</mi><mo>,</mo><mi>v</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>P</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>m</mi><mi>r</mi></msub><mo>-</mo><mn>1</mn><mo>,</mo><msub><mi>n</mi><mi>v</mi></msub><mo>,</mo><mi>r</mi><mo>,</mo><mi>v</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><mi>P</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>m</mi><mi>r</mi></msub><mo>,</mo><msub><mi>n</mi><mi>v</mi></msub><mo>,</mo><mi>r</mi><mo>,</mo><mi>v</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>19</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></math>]]></maths><maths num="003"><![CDATA[ <math><mrow><msubsup><mi>&beta;</mi><mn>1</mn><mo>&prime;</mo></msubsup><mo>=</mo><mfrac><mrow><msubsup><mi>P</mi><mrow><mn>2</mn><mi>D</mi></mrow><mo>&prime;</mo></msubsup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>m</mi><mi>r</mi></msub><mo>-</mo><mn>1</mn><mo>,</mo><msub><mi>n</mi><mi>v</mi></msub><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><msubsup><mi>P</mi><mrow><mn>2</mn><mi>D</mi></mrow><mo>&prime;</mo></msubsup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>m</mi><mi>r</mi></msub><mo>,</mo><msub><mi>n</mi><mi>v</mi></msub><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>20</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></math>]]></maths><maths num="004"><![CDATA[ <math><mrow><msub><mi>&beta;</mi><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>r</mi><mo>,</mo><mi>v</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>P</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>m</mi><mi>r</mi></msub><mo>+</mo><mn>1</mn><mo>,</mo><msub><mi>n</mi><mi>v</mi></msub><mo>,</mo><mi>r</mi><mo>,</mo><mi>v</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><mi>P</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>m</mi><mi>r</mi></msub><mo>,</mo><msub><mi>n</mi><mi>v</mi></msub><mo>,</mo><mi>r</mi><mo>,</mo><mi>v</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>21</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></math>]]></maths><maths num="005"><![CDATA[ <math><mrow><msubsup><mi>&beta;</mi><mn>2</mn><mo>&prime;</mo></msubsup><mo>=</mo><mfrac><mrow><msubsup><mi>P</mi><mrow><mn>2</mn><mi>D</mi></mrow><mo>&prime;</mo></msubsup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>m</mi><mi>r</mi></msub><mo>+</mo><mn>1</mn><mo>,</mo><msub><mi>n</mi><mi>v</mi></msub><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><msubsup><mi>P</mi><mrow><mn>2</mn><mi>D</mi></mrow><mo>&prime;</mo></msubsup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>m</mi><mi>r</mi></msub><mo>,</mo><msub><mi>n</mi><mi>v</mi></msub><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>22</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></math>]]></maths><maths num="006"><![CDATA[ <math><mrow><msub><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>r</mi><mo>,</mo><mi>v</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>P</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>m</mi><mi>r</mi></msub><mo>,</mo><msub><mi>n</mi><mi>v</mi></msub><mo>-</mo><mn>1</mn><mo>,</mo><mi>r</mi><mo>,</mo><mi>v</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><mi>P</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>m</mi><mi>r</mi></msub><mo>,</mo><msub><mi>n</mi><mi>v</mi></msub><mo>,</mo><mi>r</mi><mo>,</mo><mi>v</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>23</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></math>]]></maths><maths num="007"><![CDATA[ <math><mrow><msubsup><mi>&gamma;</mi><mn>1</mn><mo>&prime;</mo></msubsup><mo>=</mo><mfrac><mrow><msubsup><mi>P</mi><mrow><mn>2</mn><mi>D</mi></mrow><mo>&prime;</mo></msubsup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>m</mi><mi>r</mi></msub><mo>,</mo><msub><mi>n</mi><mi>v</mi></msub><mo>-</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><msubsup><mi>P</mi><mrow><mn>2</mn><mi>D</mi></mrow><mo>&prime;</mo></msubsup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>m</mi><mi>r</mi></msub><mo>,</mo><msub><mi>n</mi><mi>v</mi></msub><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>24</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></math>]]></maths><maths num="008"><![CDATA[ <math><mrow><msub><mi>&gamma;</mi><mn>2</mn></msub><mrow><mo>(</mo><mi>r</mi><mo>,</mo><mi>v</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>P</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>m</mi><mi>r</mi></msub><mo>,</mo><msub><mi>n</mi><mi>v</mi></msub><mo>+</mo><mn>1</mn><mo>,</mo><mi>r</mi><mo>,</mo><mi>v</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><mi>P</mi><mrow><mo>(</mo><msub><mi>m</mi><mi>r</mi></msub><mo>,</mo><msub><mi>n</mi><mi>v</mi></msub><mo>,</mo><mi>r</mi><mo>,</mo><mi>v</mi><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>25</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></math>]]></maths><maths num="009"><![CDATA[ <math><mrow><msubsup><mi>&gamma;</mi><mn>2</mn><mo>&prime;</mo></msubsup><mo>=</mo><mfrac><mrow><msubsup><mi>P</mi><mrow><mn>2</mn><mi>D</mi></mrow><mo>&prime;</mo></msubsup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>m</mi><mi>r</mi></msub><mo>,</mo><msub><mi>n</mi><mi>v</mi></msub><mo>+</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><msubsup><mi>P</mi><mrow><mn>2</mn><mi>D</mi></mrow><mo>&prime;</mo></msubsup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>m</mi><mi>r</mi></msub><mo>,</mo><msub><mi>n</mi><mi>v</mi></msub><mo>)</mo></mrow></mrow></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>26</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></math>]]></maths>P(m,n,r,v)=FFT{FFT{f(r,v,t)}}                  (17-1)<maths num="010"><![CDATA[ <math><mrow><mi>f</mi><mrow><mo>(</mo><mi>r</mi><mo>,</mo><mi>v</mi><mo>,</mo><mi>t</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mi>cos</mi><mrow><mo>(</mo><mn>2</mn><mi>&pi;</mi><mrow><mo>(</mo><mi>a&tau;t</mi><mo>-</mo><msub><mi>f</mi><mn>0</mn></msub><mi>&tau;</mi><mo>-</mo><mfrac><msup><mi>a&tau;</mi><mn>2</mn></msup><mn>2</mn></mfrac><mo>)</mo></mrow><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>16</mn><mo>-</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></math>]]></maths><maths num="011"><![CDATA[ <math><mrow><mi>&tau;</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><mn>2</mn><mrow><mo>(</mo><mi>r</mi><mo>+</mo><mi>vt</mi><mo>)</mo></mrow></mrow><mi>c</mi></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>4</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></math>]]></maths>其中,S,(t)为回波基带信号;A<sub>1</sub>是基带信号幅度;P<sub>2D</sub>(m,n,r,v)为二维回波谱;f<sub>SEARCH</sub>(r,v)为用于估计距离和速度的搜索函数;f<sub>0</sub>为雷达信号载频,α为扫频速率,P(m,n,r,v)是单位强度理想基带信号经过两次FFT处理所得二维回波谱,是r和v的函数,当r和v确定时能直接计算得到;P<sub>2D</sub>′(m,n)是实际二维回波谱,m和n分别为二维回波谱中距离维和多普勒频率的速度维上的离散频率,m<sub>r</sub>和n<sub>v</sub>则分别为实际二维回波谱中谱峰对应的距离维和多普勒频率的速度维的离散频率。
地址 430072湖北省武汉市武昌珞珈山