專利名稱：基于Keystone變換和相參積累的單脈沖測角方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于Keystone變換和相參積累的單脈沖測角方法，尤其涉及到 基于LFM-PD體制的單脈沖雷達(dá)系統(tǒng)上目標(biāo)角度測量的實(shí)現(xiàn)方法，屬于信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的發(fā)展和作戰(zhàn)環(huán)境的復(fù)雜化，為了適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭中低空超低空突防 目標(biāo)作戰(zhàn)要求，需要進(jìn)一步提高雷達(dá)的抗雜波能力和各項(xiàng)檢測性能?；诰€性調(diào)頻_脈沖 多普勒(LFM-PD)體制的單脈沖雷達(dá)系統(tǒng)綜合了 LFM、PD雷達(dá)和單脈沖技術(shù)的全部優(yōu)勢，能 夠有效應(yīng)對(duì)上述需求。PD雷達(dá)是上世紀(jì)60年代為解決機(jī)載下視雷達(dá)強(qiáng)地雜波的干擾而研制的，目前已 成為國土防空情報(bào)網(wǎng)中獲得廣泛應(yīng)用的雷達(dá)體制。PD雷達(dá)發(fā)射并接收脈沖串信號(hào)，利用多 普勒濾波器組得到回波的距離_多普勒?qǐng)D像，由恒虛警檢測提取目標(biāo)與雷達(dá)之間的相對(duì)距 離和速度信息。它能夠區(qū)分不同距離、不同徑向速度的目標(biāo)，可以有效地實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)和背 景雜波的分離與檢測。而線性調(diào)頻(LFM)信號(hào)較容易產(chǎn)生和處理，是目前在工程應(yīng)用上技 術(shù)最成熟的一種脈沖壓縮信號(hào)。LFM-PD雷達(dá)結(jié)合了 LFM波形可脈沖壓縮的特點(diǎn)和PD體制 的優(yōu)點(diǎn)，能夠同時(shí)獲得較高的距離和速度分辨率，并且提高雷達(dá)作用距離。單脈沖技術(shù)開始于上世紀(jì)40年代后期，它的提出最早是用于解決雷達(dá)的高精度 跟蹤，又稱為同時(shí)波瓣測角。這種技術(shù)只需比較多個(gè)波束接收的同一個(gè)回波脈沖就可獲得 目標(biāo)位置的全部信息，相對(duì)于早期圓錐掃描體制，獲得角誤差信息的時(shí)間短，因而測角快速 性好、數(shù)據(jù)率高；對(duì)回波幅度的起伏不敏感，具有較高的測角精度和抗干擾能力。采用傳統(tǒng)單脈沖測角算法的雷達(dá)系統(tǒng)可依據(jù)組成結(jié)構(gòu)劃分類別。一般的單脈沖系 統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上可歸納為三部分角度傳感器，角信息變換器和角度鑒別器。角度傳感器有三種 基本類型比幅、比相、幅相綜合；角度鑒別器有三種方法幅度法、相位法、和差法。因此， 單脈沖系統(tǒng)可劃分為九大類。然而實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)典方法僅有四種幅度比較(直接比幅)、 幅度和差(和差比幅)、相位比較(直接比相)、相位和差。其中，幅度和差單脈沖測角因其 硬件較易實(shí)現(xiàn)而得到了最為廣泛的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于Keystone變換和相參積累的單脈沖測角方法， 在目標(biāo)高速運(yùn)動(dòng)的情況下，能夠有效補(bǔ)償跨距離單元走動(dòng)，避免運(yùn)動(dòng)對(duì)距離_多普勒?qǐng)D像 的影響，從而提高雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)位置和運(yùn)動(dòng)信息的測量精度。本發(fā)明提出的測角方法是在基于LFM-PD體制的單脈沖雷達(dá)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)的，該雷 達(dá)系統(tǒng)發(fā)射相參的LFM脈沖串，并接收目標(biāo)回波信號(hào)，通過PD處理得到回波的距離_多普 勒?qǐng)D像，從中提取目標(biāo)位置和運(yùn)動(dòng)信息。本發(fā)明提出一種基于Keystone變換和相參積累的單脈沖測角方法，其具體包括 以下幾個(gè)步驟
3
(1)回波信號(hào)脈沖壓縮針對(duì)本發(fā)明中采用的LFM信號(hào)，通過匹配濾波實(shí)現(xiàn)這一過 程首先對(duì)系統(tǒng)參考信號(hào)做FFT，取其頻譜共軛獲得匹配濾波器的頻域響應(yīng)；然后對(duì)目標(biāo)視 頻回波信號(hào)同樣做FFT變換到頻域；將該回波頻譜與匹配濾波器的頻域響應(yīng)相乘，得到匹 配濾波后的信號(hào)頻域波形；最后將濾波后的信號(hào)頻譜進(jìn)行IFFT，得到脈沖壓縮結(jié)果的時(shí)域 波形；(2) Keystone變換校正跨距離單元走動(dòng)首先，將脈壓后的回波脈沖串進(jìn)行FFT變 換到頻域；然后對(duì)整個(gè)回波脈沖串的頻譜進(jìn)行慢時(shí)間的伸縮變換，其伸縮幅度與頻率有關(guān)， 用以消除由于目標(biāo)運(yùn)動(dòng)引起的頻譜成分和分布的改變；由于慢時(shí)間軸上的變量取值為離散 形式，接下來采用sine函數(shù)內(nèi)插技術(shù)實(shí)現(xiàn)上述伸縮變換；最后對(duì)插值后的各回波脈沖做 IFFT，得到跨距離單元走動(dòng)校正后的回波脈沖串；(3)校正后脈沖串的相參積累由于DFT的濾波特性，即DFT處理可等效為一組窄 帶多普勒濾波器，該處理過程可通過對(duì)相參的脈沖串沿慢時(shí)間域做DFT實(shí)現(xiàn)；(4)基于CFAR的目標(biāo)檢測由于CFAR處理是在經(jīng)相參積累后得到的多普勒域進(jìn) 行檢測，因此首先要對(duì)各距離門對(duì)應(yīng)的信號(hào)多普勒譜取模；為了判斷待檢單元中是否存在 目標(biāo)，先要采用滑窗處理的方法選定處理窗中的組成單元；然后，對(duì)所有參考單元進(jìn)行平 均，同時(shí)乘以參數(shù)K以獲得檢測門限值；最后，將待檢單元的數(shù)據(jù)采樣同檢測門限進(jìn)行比 較如果大于門限則認(rèn)為發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，否則認(rèn)為目標(biāo)不存在；(5)目標(biāo)角度信息提取和計(jì)算本發(fā)明采用幅度和差式單脈沖測角算法提取和計(jì) 算目標(biāo)的角度信息首先，系統(tǒng)接收天線形成兩個(gè)3dB交叉的天線波束，同時(shí)對(duì)目標(biāo)回波信 號(hào)進(jìn)行接收；兩波束接收到的回波信號(hào)通過單脈沖比較器形成和波束與差波束；然后，和、 差接收通道的輸出信號(hào)分別經(jīng)過下變頻及信號(hào)幅度的放大和歸一化；兩路歸一化信號(hào)分別 經(jīng)過前面所述步驟中脈沖壓縮和校正積累等信號(hào)處理過程；最后送至相位檢波器獲得誤差 電壓，由誤差電壓計(jì)算得到目標(biāo)偏離天線波束指向的角度。本發(fā)明提出了一種基于Keystone變換和相參積累的單脈沖測角方法，其優(yōu)點(diǎn)和 功效主要在于(1)本發(fā)明應(yīng)用Keystone變換技術(shù)，在目標(biāo)高速運(yùn)動(dòng)的情況下，能夠有效補(bǔ)償跨 距離單元走動(dòng)，避免目標(biāo)運(yùn)動(dòng)造成的多普勒譜展寬甚至嚴(yán)重變形，從而提高了雷達(dá)系統(tǒng)對(duì) 目標(biāo)位置和運(yùn)動(dòng)信息的測量精度。(2)本發(fā)明在校正目標(biāo)跨距離單元走動(dòng)的同時(shí)，沿用常規(guī)PD雷達(dá)的脈沖壓縮和相 參積累處理，能夠有效地提高回波信號(hào)信噪比，從而進(jìn)一步改善雷達(dá)的檢測能力。(3)本發(fā)明提出的測角方法基于常規(guī)的LFM-PD體制的單脈沖雷達(dá)系統(tǒng)，僅需要進(jìn) 行信號(hào)處理部分的軟件開發(fā)，不必改裝或升級(jí)硬件配置及結(jié)構(gòu)，從而降低了該方法對(duì)雷達(dá) 系統(tǒng)的硬件要求，具備更廣泛地適用性。(4)本發(fā)明具有系統(tǒng)軟件開發(fā)成本低、周期短、便于維護(hù)和功能升級(jí)等特點(diǎn)。


圖1是基于Keystone變換和相參積累的單脈沖測角方法處理流程圖。圖2是脈沖壓縮處理流程圖。圖3是Keystone變換處理流程圖。
圖4是相參積累處理流程圖。圖5是目標(biāo)檢測處理流程圖。圖6是CFAR處理窗結(jié)構(gòu)圖。圖7是幅度和差單脈沖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖8是兩波束接收天線方向圖。圖9是角度測量處理流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)發(fā)明的具體技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明。本發(fā)明提出的單脈沖測角方法是在基于LFM-PD體制的單脈沖雷達(dá)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn) 的。LFM-PD雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)射相參的LFM脈沖串，并接收目標(biāo)回波信號(hào)，通過PD處理得到回波 的距離_多普勒?qǐng)D像(R-D圖)，從中提取出目標(biāo)位置和運(yùn)動(dòng)信息。如圖1所示，本發(fā)明一種基于Keystone變換和相參積累處理的單脈沖測角方法， 其具體包括以下幾個(gè)步驟(1)回波信號(hào)脈沖壓縮雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)回波的視頻信號(hào)進(jìn)行脈沖壓縮處理，以 獲得距離上的高分辨并提高回波信噪比。早期的單頻信號(hào)存在雷達(dá)作用距離與距離分辨率 之間的矛盾，本發(fā)明中采用目前在工程上應(yīng)用最廣泛的LFM信號(hào)，它通過頻率調(diào)制來實(shí)現(xiàn) 非線性相位調(diào)制，可同時(shí)獲得大的信號(hào)時(shí)寬和帶寬，從而解決了這一問題。針對(duì)LFM信號(hào)， 可通過匹配濾波來實(shí)現(xiàn)這一脈沖壓縮過程。如圖2所示，在實(shí)際的數(shù)字系統(tǒng)中，匹配濾波一 般是在頻域?qū)崿F(xiàn)。首先，對(duì)與發(fā)射信號(hào)同步的雷達(dá)系統(tǒng)參考信號(hào)做快速傅立葉變換(FFT)，得到其頻 域采樣。對(duì)該頻域采樣值取共軛，從而獲得匹配濾波器的頻域響應(yīng)。然后，對(duì)已經(jīng)過下變頻 處理到視頻的目標(biāo)回波信號(hào)，同樣做FFT變換到頻域。將目標(biāo)回波的頻域信號(hào)與匹配濾波 器的頻域響應(yīng)相乘，得到匹配濾波后的信號(hào)頻域波形。最后，將濾波后的信號(hào)頻域波形進(jìn)行 逆快速傅立葉變換(IFFT)，即可得到回波信號(hào)的脈沖壓縮結(jié)果。LFM信號(hào)經(jīng)過脈沖壓縮處理，能夠?qū)⒃瓉砭哂芯匦伟j(luò)的寬脈沖信號(hào)壓縮為具有 Sa函數(shù)形包絡(luò)的窄脈沖信號(hào)，且壓縮后脈沖峰值的位置與目標(biāo)的回波延遲時(shí)間相對(duì)應(yīng)，即 可由峰值位置提取目標(biāo)相對(duì)雷達(dá)的距離信息。對(duì)帶寬為B、脈寬為t的LFM信號(hào)，其距離 分辨率可達(dá)到c/2B，其中c為光速；處理后獲得的幅度增益為| (B X即信號(hào)的時(shí)寬帶寬 積)，從而提高了回波的信噪比。(2)Keystone變換校正跨距離單元走動(dòng)根據(jù)傳統(tǒng)PD雷達(dá)的設(shè)計(jì)原則，在進(jìn)行脈 沖串相參積累期間，要求目標(biāo)運(yùn)動(dòng)引起的距離走動(dòng)不超過半個(gè)距離分辨單元。這在窄帶雷 達(dá)或目標(biāo)低速運(yùn)動(dòng)時(shí)比較容易滿足，但對(duì)寬帶雷達(dá)和目標(biāo)高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于距離分辨率較 高，目標(biāo)在脈沖串內(nèi)跨距離分辨單元走動(dòng)將十分嚴(yán)重，使得PD處理后回波的多普勒譜發(fā)生 展寬甚至嚴(yán)重變形，進(jìn)而影響后續(xù)處理中目標(biāo)信息提取部分的測量精度。為解決這一問題， 本發(fā)明采用Keystone變換校正目標(biāo)距離走動(dòng)。它最初是一種在合成孔徑雷達(dá)(SAR)成像 中校正目標(biāo)距離彎曲的算法，應(yīng)用于逆合成孔徑雷達(dá)(ISAR)中校正目標(biāo)距離徙動(dòng)和微弱 目標(biāo)檢測時(shí)也能獲得很好的效果。如圖3所示，將經(jīng)過步驟(1)脈沖壓縮處理 的多個(gè)回波脈沖稱為回波脈沖串，首先對(duì)回波脈沖串內(nèi)的各脈沖分別進(jìn)行FFT變換到頻域。然后，對(duì)回波脈沖串內(nèi)所有脈沖的 頻譜進(jìn)行慢時(shí)間的伸縮變換，這種變換的伸縮幅度與頻率有關(guān)。這里提到的慢時(shí)間，是指 脈沖串內(nèi)多個(gè)回波脈沖各自的起始時(shí)刻相對(duì)于整個(gè)脈沖串起始時(shí)刻的時(shí)間變量，記為tn = nTr, n = 0,l,…，N-1。其中，I；為脈沖重復(fù)周期，N為積累的脈沖個(gè)數(shù)。設(shè)虛擬慢時(shí)間變
量tm = mT' r,m = 0,l,…，N-1，則對(duì)慢時(shí)間軸的伸縮變換可以表達(dá)為 ftn ^-j^rjK,(l)其中f。為信號(hào)載頻?？梢钥闯觯@種伸縮變換的實(shí)質(zhì)就是對(duì)各回波脈沖頻譜在慢 時(shí)間軸的位置進(jìn)行重排。重新排列的原則是盡量消除由于目標(biāo)運(yùn)動(dòng)引起的頻譜成分和分布 的改變。由于慢時(shí)間軸上的變量取值為離散形式，接下來需要借助數(shù)據(jù)插值的方法實(shí)現(xiàn)上 述伸縮變換。信號(hào)的數(shù)據(jù)插值技術(shù)中比較典型的有線性內(nèi)插技術(shù)、一階全通內(nèi)插技術(shù)、拉格 朗日內(nèi)插技術(shù)和sine函數(shù)內(nèi)插技術(shù)等。綜合考慮計(jì)算量和插值精度，在本發(fā)明中采用sine 函數(shù)內(nèi)插技術(shù)，這里給出計(jì)算式、(/,—= 2 ‘(/’").sine -^-m-n(2)
n=0 [+ Jc 」J式中，Sp。(f，n)和Sp。(f，m)分別為Keystone變換前、后第n或m個(gè)回波脈沖經(jīng)過 脈壓處理后的頻譜。最后，對(duì)插值后的各回波脈沖做IFFT，即可得到跨距離單元走動(dòng)校正后 的回波脈沖串。(3)校正后脈沖串的相參積累相參積累實(shí)現(xiàn)的是雷達(dá)系統(tǒng)的PD處理，它是建立 在對(duì)多回波脈沖進(jìn)行觀測的基礎(chǔ)上。在脈沖積累時(shí)間內(nèi)，目標(biāo)運(yùn)動(dòng)引起的多普勒頻移&保 持不變，對(duì)不同回波脈沖在同一距離單元上的采樣點(diǎn)來說，多普勒頻移只引起相位的變化， 即這些采樣點(diǎn)序列組成了一個(gè)載頻為fd的單頻信號(hào)，因而相參積累相當(dāng)于對(duì)該單頻信號(hào)進(jìn) 行頻譜分析。在數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)中，由于離散傅立葉變換(DFT)的濾波特性，即DFT處理 可等效為一組窄帶多普勒濾波器，則上述過程可通過對(duì)相參的脈沖串沿慢時(shí)間域做DFT實(shí) 現(xiàn)，如圖4所示。通過相參積累，位于同一距離單元的N個(gè)回波脈沖的慢時(shí)間域采樣變換為多普勒 域的窄脈沖信號(hào)，且脈沖峰值位于多普勒頻移fd處，即可由相參積累后多普勒域信號(hào)的幅 度包絡(luò)獲得目標(biāo)的速度相關(guān)信息。相參積累后能夠達(dá)到的多普勒分辨率為1/NI；；能夠測得 的最大多普勒頻移為(N-1)/NI；，若大于這一值則需進(jìn)行速度解模糊處理。通過相參積累同樣能夠有效地提高信噪比。由于多個(gè)脈沖的積累增強(qiáng)了接收的回 波能量，在對(duì)應(yīng)目標(biāo)所在位置的脈沖峰值處其處理增益可達(dá)到積累脈沖個(gè)數(shù)N，從而可以進(jìn) 一步改善雷達(dá)的檢測能力。(4)基于CFAR的目標(biāo)檢測為了在復(fù)雜的雜波環(huán)境中檢測出所關(guān)心的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)， PD雷達(dá)通常采用恒定虛警率(CFAR)處理技術(shù)。CFAR是一種提供檢測門限的數(shù)字信號(hào)處理 算法，當(dāng)噪聲背景雜波和干擾變化時(shí)，可以在保證一定檢測概率的前提下，使目標(biāo)檢測具有 恒定的虛警概率。如圖5所示，CFAR處理是在經(jīng)過步驟(3)的相參積累處理后得到的多普勒域進(jìn)行 檢測，因此先要對(duì)各距離門對(duì)應(yīng)的信號(hào)多普勒譜取模。在實(shí)際的數(shù)字系統(tǒng)中，由于不知道運(yùn)
6動(dòng)目標(biāo)位于哪一個(gè)多普勒分辨單元，所以CFAR時(shí)采用滑窗處理的方法。圖6給出了一種 CFAR處理窗的組成結(jié)構(gòu)待檢單元位于處理窗的中心；待檢單元兩邊相鄰的單元稱為保護(hù) 單元，其對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)采樣不用于噪聲參數(shù)的估計(jì)，以減輕因目標(biāo)跨相鄰多普勒單元而形成 的自身干擾；保護(hù)單元兩側(cè)為參考單元，其對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)采樣用來估計(jì)噪聲參數(shù)。待檢單元、 保護(hù)單元與參考單元合在一起共同組成CFAR處理窗。在一次CFAR檢測中，為了判斷待檢 單元中是否存在目標(biāo)，先要選定處理窗中的組成單元，然后對(duì)所有參考單元進(jìn)行平均，同時(shí) 乘以參數(shù)K以獲得檢測門限值。這里參數(shù)K的取值由環(huán)境噪聲分布規(guī)律以及系統(tǒng)所要達(dá)到 的檢測概率和虛警概率共同決定。最后，將待檢單元的數(shù)據(jù)采樣同檢測門限進(jìn)行比較如果 大于檢測門限，則認(rèn)為發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，可以進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理；否則認(rèn)為目標(biāo)不存在。(5)目標(biāo)角度信息提取和計(jì)算本發(fā)明采用幅度和差式單脈沖測角算法提取和計(jì) 算目標(biāo)的角度信息，該算法基于的單脈沖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖7所示。首先，雷達(dá)系統(tǒng)接收天線的 初級(jí)饋源形成圖8中示意的兩個(gè)3dB交叉的天線波束，同時(shí)對(duì)目標(biāo)回波信號(hào)進(jìn)行接收。如圖 7和圖9所示，兩波束接收到的回波信號(hào)通過單脈沖比較器形成和波束與差波束。然后，和、 差接收通道的輸出信號(hào)分別經(jīng)過下變頻，并由放大器及自動(dòng)增益控制(AGC)電路實(shí)現(xiàn)信號(hào) 幅度的放大和歸一化。兩路歸一化信號(hào)分別經(jīng)過前面所述步驟(1)至(4)中脈沖壓縮和校 正積累等信號(hào)處理過程，最后送至相位檢波器。相位檢波器的輸出電壓Διι稱為誤差電壓， 包含了目標(biāo)角度信息，這里給出其表達(dá)式
<formula>formula see original document page 7</formula>式中，F(xiàn)s (θ)與？，(9)分別為和、差通道的輸出電壓# = 0或π，由目標(biāo)位置偏 離和波束最大值的方向決定。用高斯函數(shù)對(duì)兩天線波束進(jìn)行擬合，從而可由和、差信號(hào)比值 計(jì)算得到目標(biāo)偏離天線波束指向的角度△θ
<formula>formula see original document page 7</formula>其中，參數(shù)a = 41nV^/A《5，參數(shù)Δ θ Q 5為天線波束的半功率點(diǎn)寬度。由此可見， 這種單脈沖測角方法的角度測量精度受誤差電壓測量精度及天線波束寬度影響。
權(quán)利要求
一種基于Keystone變換和相參積累的單脈沖測角方法，其特征在于該方法具體包括以下幾個(gè)步驟(1)回波信號(hào)脈沖壓縮針對(duì)本發(fā)明中采用的LFM信號(hào)，通過匹配濾波實(shí)現(xiàn)這一過程首先對(duì)與發(fā)射信號(hào)同步的雷達(dá)系統(tǒng)參考信號(hào)做FFT，得到頻域采樣值，并對(duì)該頻域采樣值取共軛，獲得匹配濾波器的頻域響應(yīng)；然后對(duì)目標(biāo)視頻回波信號(hào)同樣做FFT變換到頻域；將目標(biāo)回波的視頻信號(hào)與匹配濾波器的頻域響應(yīng)相乘，得到匹配濾波后的信號(hào)頻域波形；最后將濾波后的信號(hào)頻域波形進(jìn)行IFFT，得到回波信號(hào)的脈沖壓縮結(jié)果；(2)Keystone變換校正跨距離單元走動(dòng)將經(jīng)過步驟(1)脈沖壓縮處理后的多個(gè)回波脈沖稱為回波脈沖串；首先，對(duì)回波脈沖串內(nèi)的各脈沖進(jìn)行FFT變換到頻域；然后對(duì)回波脈沖串內(nèi)所有脈沖的頻譜進(jìn)行慢時(shí)間的伸縮變換，其伸縮幅度與頻率有關(guān)，用以消除由于目標(biāo)運(yùn)動(dòng)引起的頻譜成分和分布的改變；由于慢時(shí)間軸上的變量取值為離散形式，接下來采用sinc函數(shù)內(nèi)插技術(shù)實(shí)現(xiàn)上述伸縮變換；最后對(duì)插值后的各回波脈沖做IFFT，得到跨距離單元走動(dòng)校正后的回波脈沖串；(3)校正后脈沖串的相參積累由于DFT的濾波特性，即DFT處理可等效為一組窄帶多普勒濾波器，該校正后脈沖串的相參積累過程可通過對(duì)相參的脈沖串沿慢時(shí)間域做DFT實(shí)現(xiàn)；(4)基于CFAR的目標(biāo)檢測由于CFAR處理是在經(jīng)過步驟(3)的相參積累后得到的多普勒域進(jìn)行檢測，因此首先要對(duì)各距離門對(duì)應(yīng)的信號(hào)多普勒譜取模；為了判斷待檢單元中是否存在目標(biāo)，先要采用滑窗處理的方法選定處理窗中的組成單元；然后，對(duì)所有參考單元進(jìn)行平均，同時(shí)乘以參數(shù)K以獲得檢測門限值；最后，將待檢單元的數(shù)據(jù)采樣同檢測門限進(jìn)行比較如果大于門限則認(rèn)為發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，否則認(rèn)為目標(biāo)不存在；(5)目標(biāo)角度信息提取和計(jì)算本發(fā)明采用幅度和差式單脈沖測角算法提取和計(jì)算目標(biāo)的角度信息首先，雷達(dá)系統(tǒng)接收天線形成兩個(gè)3dB交叉的天線波束，同時(shí)對(duì)目標(biāo)回波信號(hào)進(jìn)行接收；兩波束接收到的回波信號(hào)通過單脈沖比較器形成和波束與差波束；然后，和、差接收通道的輸出信號(hào)分別經(jīng)過下變頻及信號(hào)幅度的放大和歸一化；兩路歸一化信號(hào)分別經(jīng)過前面所述步驟中脈沖壓縮和校正積累等信號(hào)處理過程；最后送至相位檢波器獲得誤差電壓，由誤差電壓計(jì)算得到目標(biāo)偏離天線波束指向的角度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于Keystone變換和相參積累的單脈沖測角方法，包括以下幾個(gè)步驟(1)對(duì)目標(biāo)回波的視頻信號(hào)進(jìn)行脈沖壓縮；(2)對(duì)脈壓后信號(hào)進(jìn)行Keystone變換以校正跨距離單元走動(dòng)；(3)對(duì)校正后脈沖串的相參積累處理；(4)基于CFAR的目標(biāo)檢測；(5)目標(biāo)角度信息的提取和計(jì)算。本發(fā)明能夠有效改善對(duì)目標(biāo)位置和運(yùn)動(dòng)信息的測量精度，且具有較為廣泛的適用性。
文檔編號(hào)G01S13/50GK101825707SQ201010139248
公開日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者國鵬, 王俊, 雷鵬, 魏少明 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)