基于Keystone变换和相参积累的单脉冲测角方法.pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN101825707A

(43)申请公布日2010.09.08

(21)申请号CN201010139248.8

(22)申请日2010.03.31

(71)申请人北京航空航天大学

地址100191北京市海淀区学院路37号北航电子信息工程学院

(72)发明人王俊国鹏雷鹏魏少明

(74)专利代理机构北京慧泉知识产权代理有限公司

代理人王顺荣

(51)Int.CI

G01S13/50

G01S13/56

G01S7/41

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

基于Keystone变换和相参积累的单

脉冲测角方法

(57)摘要

本发明涉及一种基于Keystone变换

和相参积累的单脉冲测角方法，包括以下

几个步骤：(1)对目标回波的视频信号进行

脉冲压缩；(2)对脉压后信号进行Keystone

变换以校正跨距离单元走动；(3)对校正后

脉冲串的相参积累处理；(4)基于CFAR的

目标检测；(5)目标角度信息的提取和计

算。本发明能够有效改善对目标位置和运

动信息的测量精度，且具有较为广泛的适

用性。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种基于Keystone变换和相参积累的单脉冲测角方法，其特征在于：该方法具体

包括以下几个步骤：

(1)回波信号脉冲压缩：针对本发明中采用的LFM信号，通过匹配滤波实现这一过

程：首先对与发射信号同步的雷达系统参考信号做FFT，得到频域采样值，并对该

频域采样值取共轭，获得匹配滤波器的频域响应；然后对目标视频回波信号同样做

FFT变换到频域；将目标回波的视频信号与匹配滤波器的频域响应相乘，得到匹配

滤波后的信号频域波形；最后将滤波后的信号频域波形进行IFFT，得到回波信号

的脉冲压缩结果；

(2)Keystone变换校正跨距离单元走动：将经过步骤(1)脉冲压缩处理后的多个回波

脉冲称为回波脉冲串；首先，对回波脉冲串内的各脉冲进行FFT变换到频域；然

后对回波脉冲串内所有脉冲的频谱进行慢时间的伸缩变换，其伸缩幅度与频率有关，

用以消除由于目标运动引起的频谱成分和分布的改变；由于慢时间轴上的变量取值

为离散形式，接下来采用sinc函数内插技术实现上述伸缩变换；最后对插值后的

各回波脉冲做IFFT，得到跨距离单元走动校正后的回波脉冲串；

(3)校正后脉冲串的相参积累：由于DFT的滤波特性，即DFT处理可等效为一组窄

带多普勒滤波器，该校正后脉冲串的相参积累过程可通过对相参的脉冲串沿慢时间

域做DFT实现；

(4)基于CFAR的目标检测：由于CFAR处理是在经过步骤(3)的相参积累后得到的

多普勒域进行检测，因此首先要对各距离门对应的信号多普勒谱取模；为了判断待

检单元中是否存在目标，先要采用滑窗处理的方法选定处理窗中的组成单元；然后，

对所有参考单元进行平均，同时乘以参数K以获得检测门限值；最后，将待检单

元的数据采样同检测门限进行比较：如果大于门限则认为发现目标，否则认为目标

不存在；

(5)目标角度信息提取和计算：本发明采用幅度和差式单脉冲测角算法提取和计算

目标的角度信息：首先，雷达系统接收天线形成两个3dB交叉的天线波束，同时

对目标回波信号进行接收；两波束接收到的回波信号通过单脉冲比较器形成和波束

与差波束；然后，和、差接收通道的输出信号分别经过下变频及信号幅度的放大和

归一化；两路归一化信号分别经过前面所述步骤中脉冲压缩和校正积累等信号处理

过程；最后送至相位检波器获得误差电压，由误差电压计算得到目标偏离天线波束

指向的角度。

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于Keysto