[發明專利]植保旋翼無人機雷達高度表系統雷達信號處理方法

有效

• 申請號: 201610726136.X
• 申請日: 2016-08-25
• 公開（公告）號: CN107783108B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 田雨農;王鑫照
• 申請（專利權）人: 大連樓蘭科技股份有限公司
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 李猛

1.一種植保旋翼無人機雷達高度表系統雷達信號處理方法，其特征在于：

包括如下步驟：

S1.AD數據采集；

S2.FFT變換；

S3.CFAR門限檢測；

所述步驟S1和步驟S3之間，還具有去直流的步驟，其包括：

(1)分別計算I路、Q路各自N_s個數據的均值I_mean和Q_mean；

(2)其中I為I路的時域數據，Q為Q路的時域數據，I_mean為I路的均值，Q_mean為Q路的均值；

(3)將I路、Q路的每一個數據減掉各路的均值；

IQ數據去直流計算公式為：其中，I′為去直流后的數據，Q′為去直流后的數據；

S4.峰值處理；

所述峰值處理：在經過CFAR門限檢測后，選擇最大點作為輸出峰值，在進行過門限峰值提取時，執行如下方法：

設置一個峰值點閾值因子α，其用于限制檢測出的過門限最大峰值點與上一周期出現的最大峰值點的差值絕對值，使得該差值絕對值不得大于該峰值點閾值因子α：

表達式如下：

|L_max(k)-L_max(k-1)|≤α；

其中：L_max(k)為k周期的過門限最大峰值點坐標，L_max(k-1)為上一周期的最大峰值點坐標，k表示第k時刻；v_max為無人機最大飛行速度，λ為毫米波雷達波長，fs為采樣率，N為FFT的點數；

如果k時刻，過門限最大峰值點與k-1時刻過門限最大峰值點的絕對值差值在所設置的峰值點閾值因子α范圍內，則認為第k周期的峰值點有效；如果k時刻，過門限最大峰值點超過所設置的峰值點閾值因子α，則k時刻輸出的峰值點用k-1時刻的峰值點進行替換；

S5.高度結算。

2.如權利要求1所述的植保旋翼無人機雷達高度表系統雷達信號處理方法，其特征在于：

設置一個峰值點突變累計因子φ，該峰值點突變累計因子φ的定義為，如果從k時刻開始，連續b個周期，b的取值范圍為5～10，過門限最大峰值點與前一周期的過門限最大峰值點相比，都超過閾值門限因子a，則第k+b時刻，將當前時刻解算出的過門限最大峰值點作為當前時刻的過門限最大峰值點。

3.如權利要求1所述的植保旋翼無人機雷達高度表系統雷達信號處理方法，其特征在于：

在步驟S4和S5之間，具有頻譜最大估計的步驟，所述譜最大估計：得到過門限最大峰值點進行譜最大估計：設過門限最大峰值點A1的坐標為(a1,k1)，其中，a1表示過門限最大峰值點的值，k1表示過門限峰值點對應的幅度值；最大峰值點左右兩邊，次峰值點坐標為A3(a3，k3)，設所求的中央峰值點A為(amax，kmax)，則e＝amax-a1，則A1點，關于A點對稱點A2坐標為(a2,k1)＝(a1+2e,k1)，復包絡的零點A4為(a4,k1)＝(a3+e,0)；

其中：a2、a3、a4是對應點的過門限最大峰值點的值，k3是對應點的過門限峰值點對應的幅度值；

A2、A3和A4為一條直線，其線性關系為：

令則

設定誤差E與偏差e進行比對，如果|e|E，則此時的過門限峰值點的值則為所要求的中央峰值點的值，如果偏差e大于所設定的誤差E時，β為修正因子，取值范圍為1.5～1.9，改變修正因子計算出e的值，以計算得到中央峰值點的值amax＝a1+e。

4.如權利要求1所述的植保旋翼無人機雷達高度表系統雷達信號處理方法，其特征在于：

所述高度結算：中央峰值點的值amax，其對應的頻率值f_amax，根據公式計算得到高度；其中，T為調制周期，B為調頻帶寬，c為光速。