[發明專利]一種基于波瓣分裂預處理的米波雷達低仰角測高方法

在審

• 申請號: 202011373744.X
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112612010A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 宋玉偉;胡國平;鄭桂妹;陳晨;王鴻幀;彭加強;主欽宇
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍工程大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S13/02;G01S13/42
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種基于波瓣分裂預處理的米波雷達低仰角測高方法，首先利用米波雷達波瓣分裂現象提前建立誤差曲線圖及角度編碼值，在接收到目標信息后計算出誤差值后經過比對獲得角度估計初始值；然后在初始值基礎上利用米波雷達波束寬度獲得角度估計范圍；對接收數據進行實值處理后利用廣義MUSIC算法或最大似然算法提高測角精度。本發明方法簡單實用，可以快速獲得目標低仰角，且具有較高的測角、測高精度。

技術領域

本發明涉及米波雷達低仰角估計領域，特別是一種基于波瓣分裂預處理的 米波雷達低仰角測高方法。

背景技術

米波雷達由于其波長較長而具有反隱身、抗反輻射導彈等優勢，在隱身時 代的今天，米波雷達受到了國內外學者的關注。但米波雷達波束較寬，在低仰 角區域區域存在嚴重的多徑效應，這使得米波雷達低仰角估計成為了一大難題。 現有低仰角估計算法多利用空間平滑、矩陣重構等解相干算法進行處理后再利 用常規超分辨算法進行低仰角估計，但其運算量較大、且損失陣列孔徑，在實 際應用中較難實。

發明內容

本發明的目的是要在降低米波雷達低仰角測高實現難度的同時提高米波雷 達低仰角測高精度，提供一種簡單實用，可以快速獲得目標低仰角，且具有較 高的測角、測高精度的基于波瓣分裂預處理的米波雷達低仰角測高方法。

為達到上述目的，本發明是按照以下技術方案實施的：

一種基于波瓣分裂預處理的米波雷達低仰角測高方法，包括以下步驟：

S1、利用米波雷達波瓣分裂現象建立誤差曲線圖及仰角編碼值，在接收到 目標回波信號后計算出子陣波束誤差幅值后通過比對誤差曲線圖得到目標低仰 角粗估計值；

S2、利用常規陣列雷達半波束寬度和S1求得的目標低仰角粗估計值縮小譜 峰搜索范圍；

S3、利用酉矩陣對接收到的數據進行實值處理；

S4、利用廣義MUSIC算法或最大似然估計算法在縮小后的譜峰搜索范圍內 進行譜峰搜索，獲得目標低仰角精估計值；

S5、利用幾何關系將目標低仰角精估計值轉換為目標高度數據。

進一步地，所述S1的具體步驟為：

S101、假設一個垂直放置的米波雷達，接收陣元即接收天線數目為M，構 建米波雷達多徑傳播模型；

在t時刻第m個陣元接收到的數據表示為：

s(t)+n_m(t) (1)

式(1)中，λ為波長；ρ為反射系數，設為-1；s(t)為信號復包絡；n_m(t)為 加性高斯白噪聲；θ_d為目標直達波信號入射角；θ_s為目標反射多徑信號入射角； α＝2πΔR/λ為反射波與直達波的時延差產生的相位差；ΔR＝R_i-R_d為波程差；R為 天線與目標的水平距離；R_d為直達波波程；R_i為目標經地面反射后到接收天線 的多徑反射距離；由幾何關系將直達波波程與反射波波程表示如下：

式(2)和式(3)中，h_a和h_t分別為米波雷達的接收天線高度和目標的高度；

在實際情況中，R＞＞h_a和R＞＞h_t，因此將式(2)式(3)進行二次方展開化 簡，舍棄掉高次項得波程差公式如下：