[發明專利]基于多掃描遞歸的海雜波多普勒偏移和帶寬估計方法

有效

• 申請號: 201910069649.1
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN109581319B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發明（設計）人: 水鵬朗;降曉冉;于涵;梁祥;石小帆
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

1.一種基于多掃描遞歸的海雜波多普勒偏移和帶寬估計方法，其特征在于，結合第一次估計多普勒偏移與帶寬的結果，獲取當前掃描周期的回波數據遞歸的歸一化多普勒幅度譜，對當前掃描周期的回波數據的多普勒偏移與帶寬進行遞歸估計，方法的具體步驟包括如下：

(1)實時接收雷達數據：

雷達接收機實時接收包含脈沖-距離-波位的三維回波數據，三維回波數據中包含M×N個分辨單元，其中，M表示三維回波數據中距離維的距離門數，N表示三維回波數據中波位維的波位數；

(2)第一次估計多普勒偏移與帶寬：

(2a)對雷達接收的第一個掃描周期的回波數據中包含的M×N個分辨單元進行分塊，每5個分辨單元構成一個數據塊；

(2b)從所有的數據塊中選取一個未選取過的數據塊；

(2c)利用歸一化多普勒幅度譜計算公式，計算所選塊數據的歸一化多普勒幅度譜；

(2d)按照下式，計算所選塊數據的多普勒偏移：

其中，f_d表示所選數據塊的多普勒偏移，π表示圓周率，argmax(·)表示求最大值的位置操作，Y₁表示第1個掃描周期的歸一化多普勒幅度譜；

(2e)按照下式，計算所選塊數據的多普勒帶寬；

其中，σ_d表示所選的數據塊的多普勒帶寬，表示開平方根操作，∑表示求和操作，表示第1個掃描周期回波數據的歸一化0頻多普勒幅度譜，的實現過程是將歸一化多普勒幅度譜Y₁中的最大值平移到的最中間，歸一化多普勒幅度譜Y₁中的其他值依次平移放入而得到的；

(2f)判斷是否選完所有的數據塊，若是，執行步驟(2g)，否則，執行步驟(2b)；

(2g)記錄第一個掃描周期的每個數據塊的歸一化多普勒幅度譜，作為遞歸估計的第一組數據；

(3)獲取當前掃描周期的回波數據的歸一化多普勒幅度譜：

(3a)對雷達接收當前掃描周期的回波數據中包含的M×N個分辨單元進行分塊，每5個分辨單元構成一個數據塊；

(3b)選取所有的數據塊中一個未選取過的數據塊；

(3c)利用歸一化多普勒幅度譜計算公式，計算所選當前掃描周到的數據塊的歸一化多普勒幅度譜；

(3d)判斷是否選完所有的數據塊，若是，執行步驟(3e)，否則，執行步驟(3b)；

(3e)得到當前掃描周期的每個數據塊的歸一化多普勒幅度譜；

(4)獲取當前掃描周期的回波數據遞歸的歸一化多普勒幅度譜：

利用下述迭代多普勒幅度譜計算公式，添加遺忘因子并結合前一個掃描周期記錄的每個數據塊的遞歸的歸一化多普勒幅度譜，計算當前掃描周期的每個數據塊的遞歸的歸一化多普勒幅度譜，并記錄當前掃描周期的回波數據的每個數據快的遞歸的歸一化多普勒幅度譜；

所述的迭代多普勒幅度譜計算公式如下：

其中，Z_t,n表示第t個掃描周期的第n個數據塊的遞歸的歸一化多普勒幅度譜，n表示回波數據的數據塊總數，Y_1,n⁰表示第一個掃描周期回波數據的第n個數據塊的歸一化多普勒幅度譜，α表示遺忘因子，α∈(0,1)，表示第t個掃描周期的第n個數據塊的歸一化多普勒幅度譜，Z_t-1,n表示第t-1掃描周期的第n個數據塊的遞歸的歸一化多普勒幅度譜；

(5)對當前掃描周期的回波數據的多普勒偏移與帶寬進行遞歸估計：

(5a)利用多普勒偏移計算公式，計算當前掃描周期的每個數據塊的多普勒偏移；

(5b)利用多普勒帶寬計算公式，計算所選當前掃描周期的每個數據塊的多普勒帶寬。