[發明專利]一種基于雙正交傅里葉變換的高速目標加速度估計方法

在審

• 申請號: 202310191366.0
• 申請日: 2023-03-02
• 公開（公告）號: CN116482670A
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 申明磊;姚禹舜
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01S13/58
• 分類號: G01S13/58;G01S13/08;G01S7/41;G01P15/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 何宇

1.一種基于雙正交傅里葉變換的高速目標加速度估計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、接收機接收到雷達的回波信號后首先在快時鐘維對回波信號進行快速傅里葉變換FFT；然后在慢時鐘維做keystone變換校正距離走動，對回波信號進行拉伸和壓縮；

步驟2、通過動目標檢測MTD對目標的速度進行粗略估計，獲得目標模糊速度，并在頻域上對信號進行多普勒濾波來提高信噪比；然后根據估計值補償信號的多普勒頻率；

步驟3、在keystone變換的基礎上使用雙正交傅里葉變換BFT對回波信號做雙正交基打開，進行加速度估計，并補償目標加速度；

步驟4、通過動目標檢測MTD完成距離速度解模糊并獲得目標精確速度和距離。

2.根據權利要求1所述的一種基于雙正交傅里葉變換的高速目標加速度估計方法，其特征在于，步驟1具體包括以下步驟：

步驟1-1、將雷達接收到的回波信號排列成快時間-慢時間的二維矩陣；

步驟1-2、對接收到的回波信號的快時鐘維做FFT變換；

步驟1-3、在回波信號的慢時鐘維進行keystone變換，將回波信號頻率與時間耦合的一次項消除，然后通過逆快速傅里葉變換IFFT將每個脈沖包絡在第一個脈沖處對齊，從而實現目標的距離走動校正；所述keystone變換是指執行變量替換，具體公式如下

式中，t_m代表慢時鐘維，τ_m為keystone變換后的虛擬慢時間域，f₀為LFM信號的載頻頻率，f代表快時間頻域；當f0時，慢時鐘維被拉伸；當f0時，慢時鐘維被壓縮，且變換的程度與頻率絕對值的大小有關；Keystone變換使f-t_m平面上的矩形域變成f-τ_m平面上的倒梯形域。

3.根據權利要求1所述的一種基于雙正交傅里葉變換的高速目標加速度估計方法，其特征在于，步驟2具體包括以下步驟：

步驟2-1、動目標檢測MTD在同一個相參處理時間內，對多個脈沖重復間隔內的回波信號做脈沖壓縮；

步驟2-2、在頻域上對回波信號做多普勒濾波處理，濾除雜波信號；

當目標速度過快，雷達系統出現多普勒模糊時，目標的多普勒頻率會發生變化；設變換后目標多普勒頻率變為f_d1，實際多普勒頻率為f_d2，||為取絕對值符號，則有表達式

式中k為多普勒模糊數，f_r為目標實際頻率與多普勒頻率之差；

步驟2-3、在每一個距離單元內的慢時鐘維數據序列執行譜分析，在距離-多普勒矩陣數據上完成目標檢測過程。

4.根據權利要求1所述的一種基于雙正交傅里葉變換的高速目標加速度估計方法，其特征在于，步驟3具體包括以下步驟：

步驟3-1、回波信號經過keystone變換后通過雙正交傅里葉變換BFT來估計目標加速度，對回波信號做雙正交基打開；

步驟3-2、在信號的雙正交頻譜中提取對應線性調頻LFM信號的調頻斜率，通過在斜率譜出現峰值的位置估計目標加速度，目標的加速度計算公式為

式中，a表示目標的加速度，單位為m/s²，x為通過離散雙正交傅里葉變換DBFT得到的斜率譜峰值位置，λ表示雷達脈沖波長，f₀為LFM信號的載頻，f代表快時間頻域。