[發明專利]一種脈沖體制1-比特雷達非線性目標重構問題降維方法有效
| 申請號： | 201910284211.5 | 申請日： | 2019-04-10 |
| 公開（公告）號： | CN110007284B | 公開（公告）日： | 2023-01-31 |
| 發明（設計）人： | 晉本周;李建峰;李澤昊 | 申請（專利權）人： | 南京航空航天大學 |
| 主分類號： | G01S7/41 | 分類號： | G01S7/41 |
| 代理公司： | 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204 | 代理人： | 王安琪 |
| 地址： | 211106 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 脈沖 體制 比特 雷達 非線性 目標 問題 方法 | ||
1.一種脈沖體制1-比特雷達非線性目標重構問題降維方法，其特征在于，包括如下步驟：
(1)接收端，在模擬域對每個脈沖的接收回波分別進行移相，實現對目標多普勒的頻移，改變目標的多普勒區間；
(2)對單幀回波采樣后得到的1-比特數據立方體進行線性處理，在慢時間域、空域和快時間域三個域完成對目標信號能量的積累，提升目標信噪比SNR，得到線性處理后的數據立方體；
(3)對線性處理后的數據立方體，保留目標所在多普勒區間內的數據，剔除其它數據，實現對非匹配諧波的抑制；
(4)對非匹配諧波抑制后的數據立方體進行三維恒虛警CFAR預檢測，得到預檢測目標點跡信息，包括所在的多普勒單元、空域單元和距離單元編號；
(5)基于預檢測點跡所在的多普勒、空域和距離單元編號，計算降維觀測矩陣，用降維觀測矩陣代替原始觀測矩陣，獲得1-比特雷達降維觀測模型。
2.如權利要求1所述的脈沖體制1-比特雷達非線性目標重構問題降維方法，其特征在于，步驟(1)中，對每個脈沖的接收回波進行移相，移相值為2π(k-1)fd，max，其中，0≤k≤K-1，k為當前幀脈沖序號，K為當前幀脈沖數，fd，max為移相前目標多普勒的上界，移相后目標多普勒區間由(-fd，max，fd，max)變為(0，2fd，max)。
3.如權利要求1所述的脈沖體制1-比特雷達非線性目標重構問題降維方法，其特征在于，步驟(1)中，對每個脈沖的接收回波進行移相，移相值為-2π(k-1)fd，max，此時，移相后目標多普勒區間由(-fd，max，fd，max)變為(-2fd，max，0)。
4.如權利要求1所述的脈沖體制1-比特雷達非線性目標重構問題降維方法，其特征在于，步驟(2)中，線性處理在空域、快時間域和慢時間域分別對應同時多波束合成、脈沖壓縮和快速傅里葉變換FFT。
5.如權利要求1所述的脈沖體制1-比特雷達非線性目標重構問題降維方法，其特征在于，步驟(4)中，對于線性處理后的數據立方體進行3維CFAR預檢測，檢測器選擇單元平均法CA-CFAR、排序式恒虛警OS-CFAR方法，檢測門限由虛警率確定，而虛警率則根據信號觀測模型維度需要降低的量級來決定，設置為10-2～10-6。
6.如權利要求1所述的脈沖體制1-比特雷達非線性目標重構問題降維方法，其特征在于，步驟(5)中，基于預檢測到的點跡信息，對單幀的接收數據觀測模型進行近似；基于預檢測點跡所在的空域、多普勒和距離單元編號，計算降維觀測矩陣，用降維觀測矩陣代替原始觀測矩陣，進而獲得降維觀測模型，具體包括如下步驟：
(501)將單幀接收到的數據立方體用向量的形式表示；對于第k個脈沖，所對應的接收數據可用矩陣表示，其中N表示快時間域采樣點數，L表示天線單元數，將矩陣Yk按列排列成一個向量1幀內，K個脈沖對應K個觀測向量，可構成矩陣R＝[r0，...，rK-1]，將矩陣R按列排列成向量r，即為觀測向量；
(502)根據CFAR檢測器預檢測結果構造降維觀測矩陣，假設非匹配諧波抑制后空域波束數目為Csp，慢時間域多普勒單元數為Cd，快時間域距離單元數為Cr，CFAR預檢測器檢測到的點跡數目為Ipd，第ipd個點跡所對應的空域頻率、多普勒頻率和距離單元分別記為和由此可以得到降維觀測矩陣為：
Aκ＝[aκ(0)，...，aκ(ipd)，...，aκ(Ipd-1)] (1)
其中，
符號表示Kronecker積，和分別為：
其中，Np為1個脈沖寬度持續時間內的采樣點數，為
其中，Ts為采樣時間間隔，μ為調頻斜率，Nq為1個脈沖寬度持續時間內的采樣點數；
(503)建立降維觀測模型；降維前，觀測模型可以表示為：
r＝csign[Ax+w] (7)
其中，A表示降維前的觀測矩陣，w為噪聲向量，為目標向量，其元素x(mdMspMr+mspMr+mr)表示多普勒頻率、空域頻率和距離單元分別為和的目標復幅度，Md，Msp和Mr分別表示慢時間域、空域和快時間域所劃分的格點數；Md≥Cd，Msp≥Csp，Mr≥Cr，為了討論方便，假設Md＝Cd，Msp＝Csp，Mr＝Cr＝N，且目標位于格點上，csign(·)＝sign(Re(·))+j[sign(Im(·))]，Re(·)和Im(·)分別表示取變量的實部和虛部，sign(·)表示取變量的符號，基于降維觀測矩陣，可得如下降維模型：
r≈csign(Aκxκ+w) (8)
其中，xk(ipd)表示目標真實的復幅度，其多普勒頻率、空域頻率和距離單元分別為和
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