[發明專利]天波超視距雷達頻域超分辨微多徑測高方法

無效

• 申請號: 201210538559.0
• 申請日: 2013-01-11
• 公開（公告）號: CN103048655A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 陳建文;鮑拯;江鵬飛
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍預警學院
• 主分類號: G01S13/08
• 分類號: G01S13/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.天波超視距雷達頻域超分辨微多徑測高方法，包括如下技術步驟：

(1)將波束形成后的某通道原始接收數據X分成兩路，一路送常規處理，經脈沖壓縮和相干積累后進行目標檢測，得到感興趣目標距離r₀和多普勒頻率f_D0，另一路送往步驟(2)，數據矩陣X維數為M₀×N₀，其中M₀、N₀分別為相干周期數和每周期采樣點數，其相干周期長度為T，周期內采樣間隔為t；

(2)根據脈沖壓縮原理，將步驟(1)得到的目標距離r₀換算成信號瞬時頻率f₀，結合多普勒頻率f_D0，設計相應的帶通有限沖激響應濾波器，利用該濾波器對接收機數據X進行濾波，得到不含雜波及干擾的目標信號數據矩陣X_S，該矩陣維數為M×N，其中M、N分別為濾波后周期數和每周期采樣點數；

(3)估計距離相關矩陣

RR=1MXSTXS*]]>

其中，(·)^T表示對括號內矩陣取轉置，(·)^*表示對括號內矩陣取共軛，利用加權子空間擬合法估計頻率均值f_RM，首先對R_R進行特征分解，得到特征值λ₁≥λ₂≥…≥λ_P≥λ_P+1≥…≥λ_M及其中P個大特征值對應的特征矢量組e₁，e₂，…，e_P，P為估計得出的大特征值數目，P應小于等于4，若P大于4，取P＝4，計算加權矩陣W：

W=(Σ^S-σ2I)2Σ^S-1]]>

Σ^S=diagλ1λ2...λP]]>

σ2=1M-PΣp=P+1Mλp]]>

其中，diag(·)表示以括號內矢量為對角線的對角矩陣，利用W形成加權信號子空間為：

SR=URWURH]]>

U_R＝[e₁?e₂…e_P]

搜索P個頻率值使S_R向其導向矩陣上的投影最大：

f^1f^2...f^P=maxf{trace(A(AHA)-1AHSR)}]]>

A=a(f^1)a(f^2)...a(f^p)...a(f^P)]]>

a(f^p)=expj01...(N-1)tf^pT]]>

式中，trace(·)表示括號內矩陣的跡，取其平均值fRM=meanf^1f^2...f^P,]]>mean(·)為對括號內矢量求平均，形成該平均值的正交投影矩陣：

P_R＝I-aa^H/N

a＝exp(jf_RM[0?1…(N-1)]^Tt)

其中，(·)^H表示對括號內矩陣取共軛轉置，I為N×N維單位矩陣，計算得到抑制了部分多徑信號后的數據：

X_SR＝X_SP_R；

(4)估計多普勒域相關矩陣：

RF=1MXSRXSRH]]>

用步驟(3)中方法計算R_F的加權信號子空間S_F；

(5)根據電離層準拋物線電子密度分布模型，通過測量得到的電離層參數和步驟(1)中得到的目標距離對目標微多徑信號進行射線追蹤處理，計算目標在不同高度h時四個微多徑信號對應的多普勒頻率值f_i(h)，i＝1，2，3，4，并進行校正，得到i＝1，2，3，4；

(6)利用步驟(5)所得i＝1，2，3，4，形成每個高度h的多普勒投影矩陣：

P(h)＝B(h)(B^H(h)B(h))^-1B^H(h)

其中

B(h)＝exp(jf(h)[0?1…(M-1)]^TT)

(7)計算投影

L(h)＝trace(P(h)S_F)

搜索投影L(h)的最大值，其對應高度即為待求目標高度。

2.根據權利要求1所述的天波超視距雷達頻域超分辨微多徑測高方法，其特征在于，步驟(5)中進行多普勒頻率校正的方法是，利用加權子空間擬合法對步驟(4)中R_F進行頻率參數估計，求出P個多普勒頻率，得到其均值f_DM，利用f_DM對其進行校正：

f^i(h)=fi(h)-mean(fi(h))+fDM.]]>