[發明專利]一種時差、頻差、頻差變化率聯合估計方法

有效

• 申請號: 201710773846.2
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107607934B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 黃振;胡德秀;張尚煜;何加智
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01S11/02
• 分類號: G01S11/02
• 代理公司: 11245 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 徐寧;劉美麗

1.一種時差、頻差、頻差變化率聯合估計方法，其特征在于包括以下內容：

1)兩路接收機對目標輻射源信號進行時間同步采集，采集的數字信號分別為s₁(n)和s₂(n)，其中數字信號s₁(n)和s₂(n)為：

s₁(n)＝s(n)+n₁(n) -N/2≤n≤N/2

式中，s(n)表示目標輻射源信號，n₁(n)和n₂(n)分別表示接收機噪聲信號，τ表示兩路接收機采集到信號的到達時間差、f_d表示兩路接收機采集到信號的到達多普勒頻率差、n表示采集數字信號的序號、N表示總的采集點數；

2)對目標輻射源信號通過二階模糊函數變換，得到時差和頻差變化率的初始估計具體過程為：

2.1)對目標輻射源信號在時差范圍和頻差變化率范圍內進行網格劃分，假設時差的取值范圍為τ_min～τ_max，步長為Δτ，頻差變化率的取值范圍為搜索步長為

2.2)對于網格內的任意網格點計算目標輻射源時差信號s₁(n)和頻差信號s₂(n)的共軛積信號z_τ(n)：

式中，表示s₁(n)的共軛信號，s₂(n+τ)表示對s₂(n)延遲τ之后的信號；

2.3)計算z_τ(n)的二階混合瞬時矩x_τ(n)：

式中，z_τ(n+N/4)表示對z_τ(n)延遲N/4的信號，表示對z_τ(n)延遲-N/4并取共軛之后的信號；

2.4)計算二階混合瞬時矩x_τ(n)的二階模糊函數

式中，j表示虛數單位，表示網格內的時差和頻差變化率；

2.5)對取模；

2.6)對網格內的所有網格點均重復步驟2.2)～2.5)，通過搜索所有網格點模值的極大值，得到時差和頻差變化率的初始估計

3)利用頻差變化率初始估計通過互模糊函數對頻差擴展問題進行補償，得到新的時差估計和頻差估計；

4)利用新的頻差估計通過頻差變化率互相關函數，得到新的頻差變化率估計。

2.如權利要求1所述的一種時差、頻差、頻差變化率聯合估計方法，其特征在于，所述步驟3)利用頻差變化率初始估計通過互模糊函數CAF(τ,f)對頻差擴展問題進行補償，得到新的時差估計和頻差估計的具體過程為：

3.1)對目標輻射源信號在時差范圍和頻差范圍內進行網格劃分，假設時差的取值范圍為τ_min～τ_max，步長為Δτ，頻差的取值范圍為f_min～f_max，搜索步長為Δf；

3.2)將頻差變化率初始估計代入互模糊函數：

3.3)計算網格內的任意網格點(τ，f)的CAF(τ,f)，并對CAF(τ,f)取模，通過搜索CAF(τ,f)模值最大值點的位置，得到新的時差估計以及頻差估計

3.如權利要求2所述的一種時差、頻差、頻差變化率聯合估計方法，其特征在于，所述步驟4)利用新的頻差估計通過頻差變化率互相關函數，得到新的頻差變化率估計的具體過程為：

4.1)確定目標輻射源信號的頻差變化率的取值范圍為搜索步長為

4.2)對于頻差變化率的取值范圍的任意點分別計算其互相關函數：

其中，分別表示所述步驟3)得到的新的時差估計和頻差估計；

4.3)搜索最大值點，最大值點對應的為頻差變化率的估計值，從而得到新的頻差變化率估計。