[發明專利]基于能量算子的多普勒穿墻雷達定位方法

在審

• 申請號: 201711173186.0
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN107884761A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 丁一鵬;林筱壹;雷承熹;孫印花;余廈蒞
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 夏艷

1.一種基于能量算子的多普勒穿墻雷達定位方法，其特征在于，所述基于能量算子的多普勒穿墻雷達定位方法包括：能量算子頻率估計算法，負責對解調后回波信號的分量分離與頻率估計；定位跟蹤算法根據目標瞬時頻率，實時估測目標位置信息，合成目標運動軌跡，實現對目標的跟蹤。

2.如權利要求1所述的基于能量算子的多普勒穿墻雷達定位方法，其特征在于，所述能量算子頻率估計算法包括：

(1)能量算子微分方程，根據雷達回波信號的特點建立能量算子微分方程矩陣；

(2)能量算子分離信號，根據微分方程矩陣提取感興趣的目標分量，并對瞬時頻率進行估計。

3.如權利要求2所述的基于能量算子的多普勒穿墻雷達定位方法，其特征在于，所述能量算子微分方程為：

c_M＝1,|t-t₀|≤Δt；

其中r(t)為雷達回波信號，M為目標個數，c_k(k＝0,1,…,M)為方程系數，t₀為瞬時時刻，Δt表示t與t₀相隔的時間很短，r^(k)(t)＝d^kr(t)/dt^k為r(t)的高階微分；

所述能量算子分離的信號瞬時頻率為：

f_i(t₀)＝F₂{F₁(γ_k[r^m])}/2π,i＝0,1,...,M；

其中F₁(·)和F₂(·)分別為變換函數和方程解法，k和m分別為高階差分能量函數γ_k[r^m]的階數和信號微分的階數。

4.如權利要求1所述的基于能量算子的多普勒穿墻雷達定位方法，其特征在于，所述定位跟蹤算法包括：

(1)角度估測算法，用于根據目標頻率特征，實時估計目標與發射機的夾角大小；

(2)距離估測算法，用于根據目標頻率特征，實時估計目標離發射機的距離大小；

(3)軌跡合成算法，用于根據目標距離和角度信息，在二維平面對目標進行定位。

5.如權利要求4所述的基于能量算子的多普勒穿墻雷達定位方法，其特征在于，所述定位跟蹤具體包括：雷達的載波頻率分別為f₁和f₂，包括一個發射機Tx與兩個接收機R_x1/R_x2，接收機間的距離為d，目標的波達方位角θ與距離R的估計：

轉化為笛卡爾空間坐標有：

X＝R×sinθ

Y＝R×cosθ；

其中，f_1Rx1和f_1Rx2分別為接收機R_x1和R_x2在載波頻率為f₁的載波下接收回波信號的瞬時頻率；f_2Rx1為接收機R_x1在載波頻率為f₂的載波下接收的回波信號的瞬時頻率；為接收機R_x1和R_x2在載波頻率為f₁的載波下接收回波信號的初始相位差；為接收機R_x1在兩個載波頻率頻率下接收回波信號的初始相位差；λ₁是載頻f₁分量對應的波長；c是光速。

6.一種使用權利要求1～5任意一項所述基于能量算子的多普勒穿墻雷達定位方法的多普勒穿墻雷達。