[發明專利]多普勒信息反饋調節的高超聲速目標修正PRPFT檢測方法

有效

• 申請號: 201910253419.0
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN109901155B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 王國宏;李林;孫殿星;張翔宇;于洪波
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍航空大學
• 主分類號: G01S13/66
• 分類號: G01S13/66;G01S7/41
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 劉杰

1.多普勒信息反饋調節的高超聲速目標修正PRPFT檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟(一)、利用PRPFT方法對接收到的目標回波信號進行多維搜索補償的相參積累處理；

步驟(二)、利用處理得到的結果，對目標回波信號進行非相參積累處理，得到包含目標徑向距離和時序信息在內的N幀目標量測信息；

式中z_i表示目標第i幀量測信息，R_i，θ_i，γ_i分別代表該幀量測目標的徑向距離信息，方位角信息，俯仰角信息和回波能量信息，t_i表示該幀量測時序信息，且t_i＝(i-1)T_s+t₁，t₁表示第1幀量測對應的時刻，T_s表示雷達掃描周期；

步驟(三)、根據得到的N幀目標量測信息，得到系數矩陣A，實現對目標運動方程的擬合和多普勒信息的提取；

步驟(四)、根據提取的目標多普勒信息的估計值和估計值對應的允許誤差確定進行反饋調節的目標徑向速度補償搜索區間，其中，在雷達探測過程中，引入量測誤差，得到目標徑向距離值偏離真值R′_i，R′_i＝R_i+dr，dr為雷達測距誤差，且此時獲得的系數矩陣為目標多普勒信息的估計值

步驟(五)、利用經反饋調節后得到的目標徑向速度補償搜索區間，對PRPFT方法進行修正，調整進行搜索補償時的搜索區間，實現對后續高超聲速目標回波信號的積累檢測；

其中，步驟(一)具體為：

(1)對接收到的目標回波信號進行混頻，經匹配濾波器脈沖壓縮后得到具有sin?c包絡的脈沖串信號S_i(t),i＝0,1,…,M-1；

(2)考慮三階多項式目標運動信號模型，根據目標最大徑向速度v_Tmax、最大徑向加速度a_Tmax、最大二階徑向加速度采樣頻率f_s、脈沖重復頻率f_PRF以及積累脈沖數M確定徑向速度搜索間隔dv_T、徑向速度搜索區間V_v_T、徑向加速度搜索間隔da_T、徑向加速度搜索區間V_a_T、二階徑向加速度搜索間隔以及二階徑向加速度搜索區間

(3)利用各組多普勒信息搜索值對脈沖壓縮后目標回波信號S_i(t)進行相應的距離位移補償；

(4)在距離位移的同時利用各組多普勒信息搜索值進行相位補償并完成相參積累，得到各組徑向速度、徑向加速度和二階徑向加速度搜索值對應的相參積累結果Sig；對于定義在(τ,r)平面內的二維復信號S_m(τ,r_s)對應的k階多項式函數對應的PRPFT定義為：

式中

，α_i＝(-4πf₀r⁽ⁱ⁾)/c?i＝1,2,...,k；

(5)找出相參積累后各組搜索參數對應的Sig中的幅度最大值A，再從A中找出其最大值對應的搜索參數，即為最終確定的目標徑向速度估計值徑向加速度估計值和二階徑向加速度估計值

(6)利用搜索得到的徑向速度估計值徑向加速度估計值和二階徑向加速度估計值進行距離走動補償和多普勒走動補償，完成目標回波信號的相參積累；

其中，步驟(三)具體為：

(31)定義高超聲速目標運動方程：

R＝r₀+v_Tt+a₁t²+a₂t³+…+a_k-1t^k

式中r₀表示初始徑向距離，v_T表示目標徑向速度，a_k-1表示目標的k-1階徑向加速度；

(32)根據所得N幀量測數據得到方程組：

(33)則N幀量測與目標運動曲線的偏差平方和為：

(34)對上式右邊求t_i的偏導數：

(35)將上式表示成矩陣形式：

上述方程組記為TT*A＝R，A＝[r₀,v_T,a₁,…,a_k-1]^T，R＝[R₁,R₂,…,R_N]^T，

根據目標N幀量測數據得到矩陣TT和R，進而得到系數矩陣A，實現對目標運動方程的擬合和多普勒信息的提取。