[發明專利]一種基于相關檢測的多旋翼無人機回波積累方法

有效

• 申請號: 202010031753.4
• 申請日: 2020-01-11
• 公開（公告）號: CN111198358B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 廖可非;徐俊輝;歐陽繕;廖桂生;楊景;謝躍雷;晉良念
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 楊雪梅

本發明公開了一種基于相關檢測的多旋翼無人機回波積累方法，包括如下步驟：S1、設定雷達檢測場景的系統參數；S2、采集原始回波信號，記為y(t)；S3、根據系統參數建立旋翼回波表達式s(t)；S4、根據數據庫中無人機參數及旋翼回波表達式s(t)，設立參考信號H(t)；S5、將H(t)與y(t)做相關函數處理，得到原始回波信號y(t)與參考信號H(t)的相關系數函數；S6、對相關系數函數做門限檢測，記錄檢測到的峰值點；S7、根據相關函數中檢測到的各峰值點的時間τ，在原始回波信號中找到各旋翼主瓣位置，以閃爍時間寬度ΔT為時長取出各旋翼主瓣，分別累加到時間τ最小峰值點所在的旋翼主瓣上，完成各旋翼回波的相干積累。本發明方法利用相關檢測的方法，提高了回波信號的信噪比，增加了目標的檢測概率。

技術領域

本發明涉及雷達信號處理領域，具體是一種基于相關檢測的多旋翼無人機回波積累方法。

背景技術

隨著科技的發展以及技術的進步，各種軍事化武器層出不窮。在現代戰爭中，制空權的掌控對于國家的安防至關重要，雷達以能夠全天候工作，反應速度快，探測距離遠，在空域安放中扮演了至關重要的角色。各式各樣的新型飛行器不斷出現，對空域安全產生了新的威脅，也對雷達的目標檢測提出了新要求。

在各類新型飛行器中，對以無人機為代表的“低小慢”目標檢測尤為熱門。在常規的雷達目標檢測時，通常以目標速度對雷達信號造成的多普勒頻偏來區分目標和一些靜態物體，完成目標檢測。而“低小慢”目標的飛行高度低，飛行速度慢，目標的RCS小，引起了目標探測時雜波復雜多樣，多普勒頻域與地物雜波混疊嚴重，回波信號信噪比低等情況，造成了目標檢測十分困難。

在“低小慢”目標檢測時，因為目標速度較慢甚至懸停，不能用速度將其與其他物體區別開來，所以通常會研究目標的微動特征，以分析目標的一些特性，用于目標的檢測。但目標本身就小，其帶有微動信息的信號回波信噪比更低，對微動特征的研究造成極大困難。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供了一種基于相關檢測的多旋翼無人機回波積累方法，該方法可以有效提高多旋翼無人機旋翼回波的信噪比，增加目標的檢測概率。

本發明一種基于相關檢測的多旋翼無人機回波積累方法，包括如下步驟：

S1、設定雷達檢測場景的系統參數；

S2、采集原始回波信號，記為y(t)；

S3、根據系統參數建立旋翼回波表達式s(t)；

S4、根據數據庫中無人機參數及旋翼回波表達式s(t)，設立參考信號H(t)；

S5、將H(t)與y(t)做相關函數處理，得到原始回波信號y(t)與參考信號H(t)的相關系數函數；

S6、對相關系數函數做門限檢測，記錄檢測到的峰值點；

S7、根據相關函數中檢測到的各峰值點的時間τ，在原始回波信號中找到各旋翼主瓣位置，以閃爍時間寬度ΔT為時長取出各旋翼主瓣，分別累加到時間τ最小峰值點所在的旋翼主瓣上，完成各旋翼回波的相干積累。

所述的S1中，雷達檢測場景的系統參數，雷達到無人機距離為R，無人機的方位角為α，俯仰角為β，機臂的水平夾角為ψ，旋翼葉片的初始相位為機臂長度為L，葉片長度為l，旋翼轉速為f_r。

所述的S3中，旋翼回波表達式為：

公式中s(t)為參考信號，N為旋翼的葉片個數，f_c為雷達載波頻率，λ為雷達信號波長，sinc(·)表示辛格函數。

所述的S4中，根據先驗知識數據庫中各型號無人機參數，可得到無人機機臂長度、葉片長度、旋翼轉速、葉片個數等具體參數的數據，代入S3旋翼回波表達式s(t)中，得到參考信號H(t)。