[发明专利]一种基于目标回波信号的雷达架高标定方法

权利要求书

1.一种基于目标回波信号的雷达架高标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：雷达在初始时刻向目标发射信号，接收初始时刻的目标回波信号；

S2：设置参数k，令k=1；根据所述初始时刻的目标回波信号，采用RML算法对雷达架高进行第1次估计，得到雷达架高的第1次估计值

S3：采用RML算法得出：雷达架高估计的均方误差MSE_k与频率变量f的函数关系式；根据雷达架高估计的均方误差MSE_k与频率变量f的函数关系式，得出雷达下一时刻的工作频率

S4：雷达按照所述下一时刻的工作频率向目标发射信号，接收对应的目标回波信号；令k=k+1；然后根据对应的目标回波信号，采用RML算法对雷达架高进行第k次估计，得到雷达架高的第k次估计值

S5：循环执行步骤S3至步骤S4，直到目标跟踪结束。

2.如权利要求1所述的一种基于目标回波信号的雷达架高标定方法，其特征在于，在步骤S2中，所述初始时刻的目标回波信号包括初始时刻的多径反射信号以及初始时刻来自目标的直达波信号；在步骤S4中，雷达接收的对应的目标回波信号包括对应时刻的多径反射信号以及对应时刻来自目标的直达波信号；

在步骤S2和步骤S4中，雷达架高的第k次估计值为：

其中，x_k为第k个目标回波信号，H为矩阵的共轭转置，

Pz(k)=zk(zkHzk)-1zkH]]>

zk=a(θ1(k))+ϵ(k)a(θ2(k))]]>

θ2(k)=g(θ1(k),h,Rd(k))=-arcsin[sin(θ1(k))+2h/Rd(k)]]]>

ϵ(k)=ρexp[-j4πhλ(k)(sinθ1(k)+hRd(k))]]]>

λ^(k)=c/f^(k)

其中，为目标回波信号中直达波信号的方向，为雷达的天线阵列在方向的导向矢量；ρ为设定的反射系数；h为雷达架高扫描变量；为对应时刻目标与雷达的直线距离，c为电磁波在大气中的传播速度，f^(k)为第k个目标回波信号的载频。

3.如权利要求1所述的一种基于目标回波信号的雷达架高标定方法，其特征在于，在步骤S2中，所述初始时刻的目标回波信号包括初始时刻的多径反射信号以及初始时刻来自目标的直达波信号；在步骤S4中，雷达接收的对应的目标回波信号包括对应时刻的多径反射信号以及对应时刻来自目标的直达波信号；

在步骤S3中，雷达架高的估计的均方误差MSE_k为：

MSEk=σ2(|sk|2DkHPw′(k)⊥DkH)-1/2]]>

其中，σ²为设定的阵元噪声功率，s_k为对应时刻直达波信号的复包络；

z′k=a(θ1(k))+ϵ′(k)a(g(θ1(k),h,Rd(k)))]]>

g(θ1(k),h,Rd(k))=-arcsin[sinθ1(k)+2h/Rd(k)]]]>

ϵ′(k)=ρexp[-j4πhλ(sinθ1(k)+hRd(k))]]]>

Pw′(k)⊥=Iw′(k)-Pw′(k)]]>

Pw′(k)=w′k(wk′Hw′k)-1wk′H]]>

w′k=a(θ1(k))+ϵ0′(k)a(θ2(k))]]>

其中，为目标回波信号中直达波信号的方向，为雷达的天线阵列在方向的导向矢量；ρ为设定的反射系数，λ=c/f，c为电磁波在大气中的传播速度；h为中间变量，为对应时刻目标与雷达的直线距离，为与具有相同维数的单位矩阵。