[發(fā)明專利]一種基于頻偏分類的精密測量雷達(dá)測頻方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610166308.2
• 申請日: 2016-03-22
• 公開（公告）號: CN105738878B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周云;蘭杰;朱曉芳;王暉;鄒林
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心51203
• 代理人: 張楊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到精密測量雷達(dá)測頻領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，精密測量雷達(dá)測頻方法已經(jīng)很成熟了，包括RIFE，能量重心法，F(xiàn)FT細(xì)化法。傳統(tǒng)比值法具有測頻精度較高，計算量較少，容易實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，所以成為工程上用的最多的精密測量雷達(dá)測頻方法。傳統(tǒng)比值法步驟為：步驟1.將回波與發(fā)射波混頻以及濾波后，得到差頻信號；步驟2.將差頻信號作FFT后得到幅度最大值X(k)及次大值X(k+r),r為±1；步驟3.通過FFT最大值的位置以及次X(k)和X(k+r)的關(guān)系式得到估計頻率。由步驟3我們可以看出，若是在噪聲環(huán)境中測量，頻率偏差較小的信號序列會出現(xiàn)次大值判定錯誤的現(xiàn)象而導(dǎo)致頻率估計錯誤，為了防止此情況發(fā)生，本文提出了基于頻偏分類的精密測量雷達(dá)測頻方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對背景技術(shù)的不足改進(jìn)設(shè)計一種基于頻偏分類的精密測量雷達(dá)測頻方法，該方法基于頻偏分類方法獲得雷達(dá)信號的頻移量，將該頻移量與參考閾值比較，該參考閾值的大小與雷達(dá)信號幅度的次大值和最大值的大小有關(guān)，不是固定值；根據(jù)頻移量的多少判定計算中心的頻率的方法；利用頻譜平移以遠(yuǎn)離主瓣中心來提高測量精度；在頻偏較小的情況下，直接用FFT測量頻率。

本發(fā)明的技術(shù)方案是一種基于頻偏分類的精密測量雷達(dá)測頻方法，該方法包括：

步驟1：將回波與發(fā)射波混頻后經(jīng)過濾波器，得到差頻信號；

步驟2：將差頻信號做FFT后得到幅度最大值X(k₀)及次大值X(k₀+r)；

當(dāng)X(k₀+1)>X(k₀-1)，r＝1；當(dāng)X(k₀+1)≤X(k₀-1)，r＝-1；

步驟3：利用公式：

獲取頻譜搬移值Δk；利用公式：

獲得預(yù)估頻率f₁；其中：f_s表示采樣頻率，N表示FFT點(diǎn)數(shù)；

步驟4：獲取對比頻率f₀：f₀＝f_s.k/N(k∈[1,N])；

步驟5：若|f₁-f₀|<0.02Δf，則認(rèn)定中心頻率為f_e＝f₀，其中Δf＝f_s/N；

若|f₁-f₀|>0.2Δf，則認(rèn)定中心頻率f_e＝f₁；

若0.2Δf≥|f₁-f₀|≥0.02Δf，將步驟1獲得的差頻信號乘以exp[j2πnr(1/2-Δk)/N]，其中n表示表示離散序列的序列號，再將平移后的信號進(jìn)行FFT變換，找出幅度最大值對應(yīng)的頻率，認(rèn)定該頻率為中心頻率f_e。

進(jìn)一步的，所述步驟4中獲取對比頻率的方法為獲取步驟1中幅度最大值X(k₀)對應(yīng)的頻率，該頻率為對比頻率f₀。

本發(fā)明一種基于頻偏分類的精密測量雷達(dá)測頻方法，該方法相較現(xiàn)有方法在測量精度、在穩(wěn)定性上有明顯提升。

附圖說明

圖1,2,3的仿真條件同為FFT點(diǎn)數(shù)為N＝512，采樣頻率設(shè)置為fs＝512khz。差拍信號頻率設(shè)置為f_IF∈[30000,31000]，兩兩相差10hz。做1000次蒙特卡洛實(shí)驗(yàn)。

圖1為SNR為5dB時傳統(tǒng)RIFE方法與頻偏因子法的測頻性能

圖2為SNR為-3dB時傳統(tǒng)RIFE方法與頻偏因子法的測頻性能

圖3為SNR為5dB時傳統(tǒng)M-RIFE法與頻偏因子法的測頻性能

具體實(shí)施方式

一種基于頻偏分類的精密測量雷達(dá)測頻方法，該方法包括：

步驟1：將回波與發(fā)射波混頻后經(jīng)過濾波器，得到差頻信號；

步驟2：將差頻信號做FFT后得到幅度最大值X(k₀)及次大值X(k₀+r)；

當(dāng)X(k₀+1)>X(k₀-1)，r＝1；當(dāng)X(k₀+1)≤X(k₀-1)，r＝-1；

步驟3：利用公式：