[发明专利]米波雷达测角方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达技术领域，具体是一种米波雷达测角方法，可用于改善米波雷达测角过程中因多普勒通道对不准而导致的目标角度估计精度下降的问题。

背景技术

米波雷达在超视距探测、抗电子干扰等方面具有独特的优势，近年来受到普遍重视。但由于米波波长较长，且受到天线尺寸的限制，天线主瓣波束较宽，测角精度较差，无法对目标精准定位。如何有效提高米波雷达的测角精度至今仍然是雷达界的一个难题。本发明在常规测角方法的基础上，提出了一种改进的米波雷达测角方法。

雷达的测角精度除了和系统本身的参数、估计方法、天线孔径有关外，还与信噪比直接相关。所以要提高测角精度，必须想办法提高信噪比。而进行角度估计时是利用通道信号处理后的数据来进行的，所以通道信号处理结果对提高信噪比，以致对角度估计结果有直接影响。

贾永康等人在“利用多普勒信息的波达方向最大似然估计方法[J].电子学报,1997,25(6)：71-76.”文章中提出的常规的基于多普勒信息的测角方法，是将脉冲压缩后得到的脉压回波信号进行检测通道信号处理，包括波束形成，多普勒滤波等；根据检测结果，利用检测通道信号处理后的目标数据进行波束扫描测角；最后估计出目标的角度。这种方法由于其检测通道信号处理存在损失，如进行多普勒滤波，多普勒滤波器没有对准目标的多普勒频率的时候，即多普勒通道对不准，造成角度估计的数据有信噪比损失，测角精度会受到影响。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有米波雷达常规测角方法在多普勒通道对不准的缺点，提出了一种精度高、性能稳定的米波雷达测角方法。

本发明是这样实现的：

一，技术思路

本发明利用常规测角方法估计目标的角度，再用此角度构造的权矢量对脉压回波信号进行波束形成，通过对波束形成后的目标数据进行足够多点的快速傅里叶变换，得到精确的目标多普勒频率；利用此目标多普勒频率产生一个权矢量，再用这个权矢量对脉压回波信号进行加权滤波；再通过对滤波后的数据进行波束扫描，测得目标角度。

二，实现步骤

（1）采用包含N个阵元的均匀线阵接收米波雷达回波信号，并经过脉冲压缩后得到脉压回波信号为X；

（2）对脉压回波信号X用权向量w_q进行波束形成，得到波束形成后的数据y_D＝w_q^HX，

其中w_q＝a(θ₀')＝[1,exp(j2πdsinθ₀'/λ),…,exp(j2πd(N-1)sinθ₀'/λ)]^T表示权向量，θ₀'是常规测角方法估计的角度，exp表示以e为底的指数幂，j表示虚数单位，d为阵元间距，λ表示信号的波长，[]^H表示向量共轭转置，[]^T表示向量转置；

（3）对波束形成后的数据y_D，进行4M点的FFT处理，得到FFT处理后的数据y_F，M表示每个阵元的接收脉冲数；

（4）设y_F的模值最大值所对应的位置为p_T,则目标的多普勒频率估计为fd′=pT-14MTr;]]>

（5）利用目标多普勒频率f_d'产生一组权矢量：

w_fd＝[1,exp(j2πf_d'T_r),…,exp(j2πf_d'(M-1)T_r)]^T，

其中T_r表示脉冲重复周期；