[發明專利]基于寬帶雷達相位測距的目標微動參數估計方法

有效

• 申請號: 201710392514.X
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN107229047B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 劉宏偉;戴奉周;王盈方;王鵬輝
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學;西安中電科西電科大雷達技術協同創新研究院有限公司
• 主分類號: G01S13/50
• 分類號: G01S13/50;G01S7/41
• 代理公司: 61218 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 惠文軒

本發明屬于雷達技術領域，公開了一種基于寬帶雷達相位測距的目標微動參數估計方法，包括：確定雷達視線與旋轉對稱目標的對稱軸之間的夾角的余弦表達式；確定所述雷達頻域回波信號中所有散射中心在雷達視線上的觀測距離矩陣X＝R+A+W；對X?A進行奇異值分解，得到雷達視角矩陣的2×M維歐式重構矩陣C_E；2×M維的歐式重構矩陣C_E與2×M維雷達真實視角矩陣C存在關系C＝O^TC_E；構造目標函數求解如下優化表達式：從而得到待估計的目標微動參數w_p、θ和γ，本發明能夠解決現有技術中需要目標形狀的先驗信息才能估計目標微動參數的問題。

技術領域

本發明屬于雷達技術領域，尤其涉及一種基于寬帶雷達相位測距的目標微動參數估計方法，適用于空間目標尤其是彈道中段目標的探測和識別。

背景技術

近年來，雷達目標的微動特征研究成為熱門研究方向。微動參數是彈頭和誘餌識別的重要特征。因為具有高分辨的特點，目前寬帶雷達逐步成為彈道導彈目標識別中的一個重要角色。盡管通過窄帶雷達觀測也可獲得目標的微多普勒譜，并可從中估計出某些微動參數，但是其精度較低而且對目標形狀的先驗信息也較高，因此采用寬帶雷達對彈頭和誘餌目標識別是彈道導彈防御系統的發展趨勢。

利用寬帶雷達獲得的目標上多個散射中心的徑向距離歷程可以反演出目標的形狀參數和重要的微動參數，這就要求高精度的距離測量值。采用通常的包絡延時測距法時，在信噪比一定的情況下只有進一步增加雷達發射信號的帶寬才能提高測距精度。但當帶寬達到一定值后，繼續增加發射帶寬可能大幅增加雷達的建造成本，同時還會引起雷達某些其它方面性能的惡化。

發明內容

針對上述現有技術的問題，本發明的目的在于提供一種基于寬帶雷達相位測距的目標微動參數估計方法，能夠在不增加發射信號帶寬的條件下顯著改善測距性能，并且能夠解決現有技術中需要目標形狀的先驗信息才能估計目標微動參數的問題。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案予以實現。

一種基于寬帶雷達相位測距的目標微動參數估計方法，所述方法包括如下步驟：

步驟1，獲取處于進動運動狀態的旋轉對稱目標，分別建立以旋轉對稱目標的進動軸為Z軸的三維空間進動坐標系和以旋轉對稱目標的對稱軸為z軸的二維直角坐標系；確定雷達視線與旋轉對稱目標的對稱軸之間的夾角的余弦表達式；

步驟2，獲取雷達頻域回波信號，確定所述雷達頻域回波信號中所有散射中心在雷達視線上的觀測距離矩陣X，其中，X＝R+A+W，R為散射中心的實際徑向距離矩陣，A為散射中心本身屬相的初相經測距后引起的偏置矩陣，W為測量噪聲矩陣；且X、R、A、W分別為N×M維的矩陣，N為確定的雷達頻域回波信號中散射中心的總個數，M為觀測時間內接收到的雷達頻域回波信號的總次數；

步驟3，對N×M維矩陣X-A進行奇異值分解，得到雷達視角矩陣的2×M維仿射重構矩陣C_A，進而將所述2×M維仿射重構矩陣C_A變換到歐式空間，得到雷達視角矩陣的2×M維歐式重構矩陣C_E；設2×M維的雷達真實視角矩陣為C，則所述2×M維的歐式重構矩陣C_E與2×M維雷達真實視角矩陣C存在關系C＝O^TC_E；其中，O為2×2維的未知旋轉矩陣，且2×M維的雷達真實視角矩陣t_m表示接收到第m次雷達頻域回波信號的時間，且t_m＝mT_r，m＝1,…M，T_r為雷達脈沖重復周期；

步驟4，構造目標函數其中，o₂為未知旋轉矩陣O的第二行元素，為2×M維歐式重構矩陣C_E的第m列元素，且h(t_m)為雷達視線與旋轉對稱目標的對稱軸之間的夾角的余弦表達式，求解如下優化表達式：