[發(fā)明專利]基于加權(quán)最小二乘的雷達(dá)目標(biāo)RCS的預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710644477.7
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107255805B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周生華;張可;劉宏偉;嚴(yán)俊坤
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S13/66
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 韋全生;王品華

本發(fā)明提出了一種基于加權(quán)最小二乘的雷達(dá)目標(biāo)RCS的預(yù)測方法，以在樣本數(shù)較少時實現(xiàn)對雷達(dá)目標(biāo)RCS的有效預(yù)測。實現(xiàn)步驟為：獲取目標(biāo)的航跡位置參數(shù)和目標(biāo)觀測值回波幅度；計算各個觀測時刻雷達(dá)相對于目標(biāo)的入射角度θ_k；設(shè)定目標(biāo)回波幅度閾值δ，并獲取目標(biāo)回波相關(guān)性判決條件；計算k+1時刻雷達(dá)相對于目標(biāo)的入射角度估計值獲取N個有效目標(biāo)回波幅度t(k)；判斷N是否大于等于給定加權(quán)最小二乘多項式階數(shù)M；獲取加權(quán)最小二乘多項式系數(shù)矩陣X和k+1時刻目標(biāo)回波幅度的估計值及雷達(dá)目標(biāo)RCS的預(yù)測值。本發(fā)明實現(xiàn)了在樣本數(shù)較少的情況下對雷達(dá)目標(biāo)RCS的有效預(yù)測，可用于雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種雷達(dá)跟蹤與目標(biāo)RCS預(yù)測的方法，具體涉及一種基于加權(quán)最小二乘的雷達(dá)目標(biāo)RCS的預(yù)測方法，用于樣本數(shù)較少的情況下通過加權(quán)最小二乘法對雷達(dá)目標(biāo)的RCS進(jìn)行有效預(yù)測。

背景技術(shù)

隨著隱身技術(shù)的發(fā)展，目標(biāo)雷達(dá)截面積(Radar Cross Section，RCS))越來越受廣大學(xué)者的廣泛關(guān)注，同時也為雷達(dá)對目標(biāo)的檢測和跟蹤提出了挑戰(zhàn)。因此研究雷達(dá)橫截面積的測量對目標(biāo)特性和目標(biāo)檢測跟蹤具有十分重要的意義。目標(biāo)RCS其意義是單位立體角內(nèi)目標(biāo)朝接收方向散射的功率與給定方向入射到該目標(biāo)的平面波功率密度之比的4π倍，其主要與目標(biāo)的結(jié)構(gòu)和表面介質(zhì)、雷達(dá)頻率、極化方式和目標(biāo)姿態(tài)角等因素有關(guān)。當(dāng)雷達(dá)跟蹤目標(biāo)時，如果已知目標(biāo)RCS和目標(biāo)的距離，則可以估計得到目標(biāo)回波信號的信噪比。在目標(biāo)信噪比已知的條件下，多站雷達(dá)可以調(diào)用高信噪比的雷達(dá)對目標(biāo)進(jìn)行觀測，使資源調(diào)度更為合理。因此，研究目標(biāo)RCS的預(yù)測具有重要意義。

目前，關(guān)于雷達(dá)目標(biāo)RCS預(yù)測的資料比較少，且現(xiàn)有的RCS預(yù)測方法，對樣本點數(shù)要求比較多。例如，授權(quán)公告號為CN 104076342 B，名稱為“一種雷達(dá)跟蹤狀態(tài)下預(yù)測目標(biāo)RCS的方法”的中國專利，公開了一種雷達(dá)跟蹤狀態(tài)下預(yù)測目標(biāo)RCS的方法，實現(xiàn)步驟為：設(shè)定目標(biāo)雷達(dá)截面積RCS的預(yù)測濾波器的階數(shù)為M；雷達(dá)接收目標(biāo)自n-M+1時刻至n時刻的回波s_i；并且記錄自n-M+1時刻至n時刻目標(biāo)的距離，第n個跟蹤時刻目標(biāo)的速度，以及自n-M+1時刻至n時刻目標(biāo)速度與目標(biāo)距離的夾角；求得在自n-M+1時刻至n時刻的目標(biāo)復(fù)幅度的估計值；得到目標(biāo)在第n+1時刻的目標(biāo)速度與目標(biāo)距離的夾角預(yù)測值；求得目標(biāo)RCS值的自相關(guān)矩陣和目標(biāo)RCS值的互相關(guān)列向量；求得目標(biāo)RCS的預(yù)測濾波器系數(shù)；得到在第n+1時刻的目標(biāo)RCS的預(yù)測值。該方法雖實現(xiàn)對雷達(dá)目標(biāo)RCS的預(yù)測，但需樣本點數(shù)較多，對于樣本數(shù)較少的情況下，很難對雷達(dá)目標(biāo)RCS進(jìn)行有效預(yù)測。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出了一種基于加權(quán)最小二乘的雷達(dá)目標(biāo)RCS的預(yù)測方法，以在樣本數(shù)較少時實現(xiàn)對雷達(dá)目標(biāo)RCS的有效預(yù)測。

本發(fā)明的技術(shù)思路是，針對目標(biāo)樣本點數(shù)較少而無法預(yù)測目標(biāo)RCS的情況，在目標(biāo)跟蹤狀態(tài)下，利用下一時刻的雷達(dá)對目標(biāo)的入射角度，采用加權(quán)最小二乘法對下一時刻目標(biāo)RCS的值進(jìn)行預(yù)測，得到下一時刻雷達(dá)目標(biāo)RCS的預(yù)測值，具體實現(xiàn)步驟為：

(1)獲取目標(biāo)的航跡位置參數(shù)和目標(biāo)觀測值回波幅度：

(1a)在雷達(dá)與目標(biāo)運動直線構(gòu)成的平面內(nèi)，建立以雷達(dá)為中心的二維坐標(biāo)系，并獲取各個觀測時刻目標(biāo)航跡位置參數(shù)x_k和y_k，其中，k表示雷達(dá)觀測時刻；

(1b)利用目標(biāo)檢測算法，對各個觀測時刻的雷達(dá)回波進(jìn)行檢測，得到各個觀測時刻的目標(biāo)回波幅度

(2)計算各個觀測時刻雷達(dá)相對于目標(biāo)的入射角度θ_k：

根據(jù)目標(biāo)航跡位置參數(shù)x_k和y_k，計算目標(biāo)在平動狀態(tài)下各個觀測時刻雷達(dá)相對于目標(biāo)的入射角度θ_k；

(3)設(shè)定目標(biāo)回波幅度閾值δ，并獲取目標(biāo)回波相關(guān)性判決條件：