[發(fā)明專利]米波雷達有多徑反射時對高仰角目標的仰角測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610817425.0
• 申請日: 2016-09-12
• 公開（公告）號: CN106646346B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙永波;王海同;何學(xué)輝;劉宏偉;蘇洪濤
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01S3/14
• 分類號: G01S3/14;G01S7/41;G01S13/02
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

1.一種米波雷達有多徑反射時對高仰角目標的仰角測量方法，包括如下步驟：

(1)確定仰角測量的左、右波束指向：

(1a)在有多徑反射時，米波雷達發(fā)射脈沖中任意選定兩個相互交疊的波束；

(1b)將左邊的波束作為仰角測量的左波束，右邊的波束作為仰角測量的右波束，將仰角測量的左波束的指向作為仰角測量的左波束指向，仰角測量的右波束的指向作為仰角測量的右波束指向；

(2)確定仰角測量的中心指向：

將仰角測量的左波束與右波束交疊位置的指向作為仰角測量的中心指向；

(3)確定凹口區(qū)間：

按照下式，確定仰角測量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間：

其中，D表示仰角測量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間，θ_L表示仰角測量的左波束指向,θ_R表示仰角測量的右波束指向，Δ表示仰角測量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間大小的二分之一；

(4)計算特征值對應(yīng)的特征矢量：

(4a)按照導(dǎo)向矢量公式，計算仰角測量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的任意一個導(dǎo)向矢量；

(4b)按照自相關(guān)矩陣公式，計算仰角測量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間上的導(dǎo)向矢量的自相關(guān)矩陣；

(4c)按照特征矢量公式，計算仰角測量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間上的導(dǎo)向矢量的自相關(guān)矩陣的特征值及該特征值對應(yīng)的特征矢量；

(5)構(gòu)成信號子空間：

將仰角測量的左、右波束指向方向圖的凹口區(qū)間上的導(dǎo)向矢量的自相關(guān)矩陣的所有特征值從大到小排序，選取排序后的特征值中的前m個特征值所對應(yīng)的特征矢量，m的取值取決于雷達的工作環(huán)境，將所選取特征矢量組成信號子空間；

(6)確定加權(quán)值：

按照下式，計算仰角測量的左、右波束指向方向圖的加權(quán)值：

w₁＝[I-G*(G^H*G)^-1*G^H]*w₃

w₂＝[I-G*(G^H*G)^-1*G^H]*w₄

其中,w₁、w₂分別表示仰角測量的左、右波束指向方向圖的加權(quán)值，I表示單位矩陣，G表示信號子空間,*表示矩陣相乘操作，H表示共軛轉(zhuǎn)置操作，(·)^-1表示矩陣求逆操作，w₃、w₄分別表示采用傳統(tǒng)比幅單脈沖測角方法確定的仰角測量的左、右波束指向方向圖的加權(quán)值；

(7)建立鑒角曲線：

(7a)在有多徑反射時，米波雷達發(fā)射脈沖中任意選定兩個相互交疊的波束，將該交疊位置的指向作為仰角測量的中心指向，取一段以仰角測量的中心指向為中心的區(qū)間作為鑒角曲線上仰角測量區(qū)間；

(7b)按照導(dǎo)向矢量公式，計算鑒角曲線上仰角測量區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的任意一個導(dǎo)向矢量；

(7c)按照加權(quán)求和公式，計算鑒角曲線上仰角測量區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的任意一個導(dǎo)向矢量的左、右加權(quán)求和值；

(7d)按照下式，計算鑒角曲線上仰角測量區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的任意一個導(dǎo)向矢量的比值：

其中，f_k表示鑒角曲線上仰角測量區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的第k個導(dǎo)向矢量的比值，p_k1、p_k2分別表示鑒角曲線上仰角測量區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的第k個導(dǎo)向矢量的左、右加權(quán)求和值；

(7e)連接鑒角曲線上仰角測量區(qū)間內(nèi)上所有的導(dǎo)向矢量的比值，得到鑒角曲線；

(8)確定接收信號內(nèi)目標的仰角值：

(8a)按照加權(quán)求和公式，計算在有多徑反射時，米波雷達接收信號的左、右加權(quán)求和值；

(8b)按照下式，計算接收信號內(nèi)目標的比值：

其中，g表示接收信號內(nèi)目標的比值，q₁、q₂分別表示在有多徑反射時，米波雷達接收信號的左、右加權(quán)求和值；

(8c)按照下式，計算鑒角曲線上仰角測量區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的任意一個導(dǎo)向矢量的比值與接收信號內(nèi)目標的比值的差值：

c_k＝|f_k-g|

其中，c_k表示鑒角曲線上仰角測量區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的第k個導(dǎo)向矢量的比值與接收信號內(nèi)目標的比值的差值，|·|表示取絕對值操作，f_k表示鑒角曲線上仰角測量區(qū)間上的導(dǎo)向矢量中的第k個導(dǎo)向矢量的比值，g表示接收信號內(nèi)目標的比值；

(8d)取鑒角曲線上仰角測量區(qū)間上所有的導(dǎo)向矢量的比值與接收信號內(nèi)目標的比值的差值中最小的差值，將該差值對應(yīng)的導(dǎo)向矢量的仰角值作為在有多徑反射時，米波雷達接收信號內(nèi)目標的仰角值。