本發(fā)明屬于雷達(dá)測(cè)速，涉及一種基于相位差的多普勒測(cè)速方法。

背景技術(shù)：

1、雷達(dá)技術(shù)一直是軍事、航空、天文等領(lǐng)域的重要應(yīng)用之一，在現(xiàn)代社會(huì)中發(fā)揮著不可替代的作用，速度測(cè)量是雷達(dá)系統(tǒng)的重要功能之一，尤其在對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)的監(jiān)測(cè)和跟蹤過(guò)程中，準(zhǔn)確的速度信息對(duì)系統(tǒng)性能至關(guān)重要。在傳統(tǒng)雷達(dá)測(cè)速中，常用二維快速傅里葉變換(fft)實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)(mtd)，匹配回波信號(hào)的多普勒頻率，算出目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度。實(shí)際上，速度維的fft結(jié)果，只能對(duì)若干個(gè)有限頻點(diǎn)進(jìn)行匹配，目標(biāo)多普勒頻率并不會(huì)剛好與有限的頻點(diǎn)一致，故存在失配損失。在這一過(guò)程中頻點(diǎn)數(shù)由脈沖數(shù)決定，脈沖數(shù)直接影響頻率估計(jì)的準(zhǔn)確性，進(jìn)而影響速度測(cè)量的精度。雖然可以通過(guò)增加脈沖數(shù)提高速測(cè)精度，提升信噪比，但是也會(huì)增加觀測(cè)能耗和時(shí)間，甚至發(fā)生速度徙動(dòng)，在實(shí)際工程中，單純通過(guò)增加脈沖數(shù)提高測(cè)速精度是不現(xiàn)實(shí)的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種基于相位差的多普勒測(cè)速方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中fft測(cè)速精度不足的問(wèn)題。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以解決：

3、一種基于相位差的多普勒測(cè)速方法，具體包括如下步驟：

4、步驟一：對(duì)雷達(dá)采集的二維回波數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行距離維匹配濾波，得到匹配濾波后的數(shù)據(jù)矩陣；

5、步驟二：取出匹配濾波后的數(shù)據(jù)矩陣中的峰值對(duì)應(yīng)的速度維數(shù)據(jù)的相位數(shù)據(jù)；

6、步驟三：對(duì)步驟二得到的所有相位數(shù)據(jù)中的相鄰兩個(gè)相位數(shù)據(jù)逐一做差，得到一組相位差；

7、步驟四：對(duì)步驟三得到的相位差進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理是當(dāng)相位差超出設(shè)定范圍時(shí)，認(rèn)為該相位差不合格，將其剔除；

8、步驟五：對(duì)步驟四得到的剔除了不合格的相位差后的所有相位差求平均值，得到估算相位差；

9、步驟六：根據(jù)估算的相位差和脈沖重復(fù)周期，計(jì)算得到目標(biāo)速度。

10、進(jìn)一步的，步驟三中的計(jì)算公式如下：

11、

12、式中：

13、θm—相位數(shù)據(jù)；

14、θm-1—上一個(gè)相位數(shù)據(jù)；

15、—相鄰兩個(gè)相位數(shù)據(jù)的相位差。

16、進(jìn)一步的，步驟四中，所述的設(shè)定范圍為-π～π。

17、進(jìn)一步的，步驟六中的計(jì)算公式如下：

18、

19、式中：

20、v—目標(biāo)速度；

21、λ—光速；

22、δθ—估算相位差；

23、tr—脈沖重復(fù)周期。

24、本發(fā)明的有益效果是：

25、(1)本發(fā)明中，通過(guò)平均值法估算峰值處的相位差，有效提高了雷達(dá)測(cè)速精度；

26、(2)本發(fā)明中，通過(guò)平均值法求得相位差后計(jì)算速度，相較于fft方法減少了計(jì)算量。

27、綜上，在不改變雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)、不增加額外設(shè)備的基礎(chǔ)上，采用本發(fā)明提出的方法直接計(jì)算得到目標(biāo)速度，經(jīng)過(guò)仿真分析即使在較低的信噪比下，仍然能夠得到較高的速度估計(jì)精度。

技術(shù)特征：

1.一種基于相位差的多普勒測(cè)速方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的基于相位差的多普勒測(cè)速方法，其特征在于，步驟三中的計(jì)算公式如下：

3.如權(quán)利要求1所述的基于相位差的多普勒測(cè)速方法，其特征在于，步驟四中，所述的設(shè)定范圍為-π～π。

4.如權(quán)利要求1所述的基于相位差的多普勒測(cè)速方法，其特征在于，步驟六中的計(jì)算公式如下：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于相位差的多普勒測(cè)速方法：步驟一：對(duì)雷達(dá)采集的二維回波數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行距離維匹配濾波，得到匹配濾波后的數(shù)據(jù)矩陣；步驟二：取出匹配濾波后的數(shù)據(jù)矩陣中的峰值對(duì)應(yīng)的速度維數(shù)據(jù)的相位數(shù)據(jù)；步驟三：對(duì)所有相位數(shù)據(jù)中的相鄰兩個(gè)相位數(shù)據(jù)逐一做差，得到一組相位差；步驟四：對(duì)相位差進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理是當(dāng)相位差超出設(shè)定范圍時(shí)，認(rèn)為該相位差不合格，將其剔除；步驟五：對(duì)剔除了不合格的相位差后的所有相位差求平均值，得到估算相位差；步驟六：根據(jù)估算的相位差和脈沖重復(fù)周期，計(jì)算得到目標(biāo)速度。本發(fā)明的方法有效提高了雷達(dá)測(cè)速精度，同時(shí)相較于現(xiàn)有方法減少了計(jì)算量。

技術(shù)研發(fā)人員：楊劍,李伙明,李傳祥,趙曦晶,李曉偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)人民解放軍火箭軍工程大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19