[发明专利]高超声速目标测速方法

摘要

本发明公开了一种高超声速目标测速方法。主要解决了现有技术中发射调频信号复杂，回波越距离单元校正，以及无法进行速度解模糊的问题。其实现过程为：利用雷达阵元发射线性调频连续波信号；通过对接收的回波数据进行解线频调和傅里叶变换处理得到时频矩阵；再构造谱坐标矩阵；利用谱线搜索法得到模糊度；最后求出待测目标速度并输出给雷达系统。本发明实现了高超声速目标测速，具有发射信号简单，不需要进行回波越距离单元校正，测速无模糊的优点。

主权项

1.一种高超声速目标测速方法，包括如下步骤：(1)发射信号：雷达阵元向待测目标发射线性调频信号；(2)接收数据：(2a)雷达阵元接收通过待测目标反射的线性调频信号的回波；(2b)通过采集待测目标的回波，得到回波数据，将回波数据存储在雷达系统内存中；(3)对回波数据进行解线频调处理，得到差频矩阵；(4)傅里叶变换：对差频矩阵的每一列进行傅里叶变换，得到时频矩阵；(5)构造谱坐标矩阵：(5a)遍历时频矩阵第一列中的所有元素，将元素最大值所在的行的坐标，作为截距坐标；(5b)利用截距坐标，计算截距斜率；(5c)依据雷达系统设定的参量，计算模糊斜率；(5d)按照下式，计算待构造的谱坐标矩阵的每一个元素值：其中，qi,j表示待构造的谱坐标矩阵的第i行第j列的元素值，i∈{1,2,…,2h+1}，h表示根据雷达系统的测速范围所确定的谱线的搜索范围，j∈{1,2,…,N}，∈表示属于符号，N表示一个周期内雷达系统的采样点数，κ表示模糊斜率，k表示截距斜率，p表示截距坐标，M表示雷达系统发射信号周期的总数；(5e)将待构造的谱坐标矩阵的所有元素值，按照待构造的谱坐标矩阵的所有元素值的下标进行位置排列，组成谱坐标矩阵；(6)谱线搜索法：(6a)根据谱坐标矩阵的元素值对应的差频矩阵的行坐标，按照下式，求谱线矩阵中的每一个元素值：其中，z_α,β表示谱线矩阵中第α行第β列的元素值，表示差频矩阵中第行第χ列的元素值，的取值与谱坐标矩阵的第i行第j列的元素值q_i,j相等，α的取值与谱坐标矩阵的第i行第j列的元素值q_i,j的行标i的取值相等，χ的取值与谱坐标矩阵的第i行第j列的元素值q_i,j的列标j的取值相等，β的取值与χ的取值相等；(6b)将谱线矩阵的所有元素值，按照谱线矩阵的所有元素值的下标进行位置排列，组成谱线矩阵；(6c)将谱线矩阵的每一行数据累加，得到一维谱线数据；(6d)从一维谱线数据的所有元素中选取最大元素值，将最大元素值所对应的坐标，作为峰值坐标；(6e)按照下式，计算模糊度：r＝w‑h‑1其中，r表示模糊度，w表示峰值坐标，h表示根据雷达系统的测速范围所确定的谱线的搜索范围；(7)按照下式，计算待测目标速度：其中，v表示待测目标速度，c表示光速，T表示雷达系统发射信号的周期，f0表示雷达系统的载频，r表示模糊度，p表示截距坐标，M表示雷达系统发射信号的周期数；(8)将待测目标速度输出给雷达系统。