[發(fā)明專利]基于差波束調制和波形分析的PD雷達測距測角方法

有效

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• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN103616679A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設計）人: 張旭東;王俊;袁運能
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01S13/42
• 分類號: G01S13/42
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;孟卜娟

1.基于差波束調制和波形分析的PD雷達測距測角方法，其特征在于，該方法包括以下幾個步驟：

步驟（1）、和差波束波形提取：采用幅度和差式測角系統(tǒng)；首先，雷達系統(tǒng)接收天線形成四個3dB交叉的天線波束，同時對目標回波信號進行接收；四波束接收到的回波信號通過比較器形成和波束與方位差波束和俯仰差波束；然后，和波束通道、方位差波束通道、俯仰差波束通道的輸出信號分別經過下變頻及信號幅度的放大和歸一化；最后送至匹配濾波器進行脈沖壓縮。

步驟（2）、和差波束脈沖壓縮：針對采用的LFM信號，通過匹配濾波實現脈沖壓縮的過程：首先雷達系統(tǒng)本機振蕩器形成的與發(fā)射信號同步的參考信號進行快速傅里葉變換，得到信號頻域采樣值，對該頻域采樣值進行復共軛獲得匹配濾波器的頻域響應；然后對目標視頻回波信號做快速傅里葉變換得到頻域采樣序列；將目標回波的視頻信號的頻域采樣序列與匹配濾波器的頻域響應相乘，得到匹配濾波后的多個和差波束回波信號的頻域波形。

步驟（3）、和波束相參積累：對步驟（2）得到的多個和波束頻域采樣序列進行IFFT變換，得到和波束的時域脈沖串；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相參的脈沖串沿慢時間域做DFT實現。

步驟（4）、基于和波束時域波形的目標徑向距離提取：對和波束相參積累后的時域波形在距離門范圍內進行極大值搜索，提取高于檢測門限的極值點，得到目標峰值點對應于時域波形的采樣位置，將距離門包含的距離范圍依據時間序列采樣點進行采樣，得到目標對應的徑向距離。

步驟（5）、差波束波形分析：對于步驟（2）得到的方位/俯仰差波束的頻域波形序列，以序列和進行歸一化處理，根據目標方位/俯仰角與頻譜序列的邏輯關系，采用信息熵理論進行波形分析，得到目標起始方位/俯仰角、方位/俯仰角速度與波形熵值的代數關系。

步驟（6）、目標角度估計：首先根據目標起始方位/俯仰角與波形熵的關系，采用和通道頻域波形序列、方位/俯仰差通道頻域波形序列，估計目標起始方位/俯仰角；然后根據方位/俯仰角速度與波形熵值的關系，采用和通道頻域波形序列、方位/俯仰差通道頻域波形序列，以及估計得到的目標起始方位/俯仰角參數，估計目標方位/俯仰角速度，根據兩者估計結果，估計出雷達工作時間內的目標方位/俯仰角變化軌跡。

2.根據權利要求1所述的基于差波束調制和波形分析的PD雷達測距測角方法，其特征在于：該方法適用于LFM-PD體制的四象限天線排布雷達系統(tǒng)，可以在不依賴先驗信息的情況下，運用波形估計的理論和方法，依據和差通道的波形采樣數據進行測距測角，達到很高的測量精度。