[发明专利]调频连续波着陆雷达波束的地面入射角估计方法

权利要求书

1.调频连续波着陆雷达波束的地面入射角估计方法，包括：

(1)获取基于三角调制的调频连续波雷达分别在正、负调频周期的回波信号和

(2)设共有N个调频周期，每个调频周期有M个采样点，对正、负调频周期的回波信号分别进行解调频处理并排列，得到正、负调频周期的差频信号二维矩阵：s⁺[t_r(m),t_a(n)]、s^-[t_r(m),t_a(n)]，其中t_r(m)表示调频周期内第m个采样点的采样时间，t_a(n)表示第n个调频周期的起始时间，m＝1、2、···、M,n＝1、2、···、N；

(3)分别对正、负调频周期的差频信号二维矩阵进行FFT处理和非相参积累，得到一维的正、负调频周期差频信号频谱s'⁺[f_r(m)]、s'^-[f_r(m)]：

3a)对正、负调频周期的差频信号二维矩阵进行距离维和方位维的FFT处理，得到正、负调频周期差频信号频谱s⁺[f_r(m),f_a(n)]、s^-[f_r(m),f_a(n)]，其中f_r(m)表示距离维第m个采样点对应的频率，f_a(n)表示方位维第n个调频周期对应的频率；

3b)分别对经过FFT处理后得到的正、负调频周期差频信号频谱进行非相参积累，积累的个数为调频周期数，得到非相参积累后的一维的正、负调频周期差频信号频谱s'⁺[f_r(m)]、s'^-[f_r(m)]为：

其中，N为调频周期数；

(4)分别估计一维的正、负调频周期差频信号频谱s'⁺[f_r(m)]、s'^-[f_r(m)]的噪声功率P₁和P₂：

4a)在一维的正调频周期差频信号频谱s'⁺[f_r(m)]的峰值两端各取N_p个采样点，进行一次重心估计，得出正频率回波包络的重心和回波包络的宽度

4b)取所在位置左侧的N_p1个采样点估计正调频周期噪声功率P₁；

4c)在一维的负调频周期差频信号频谱s'^-[f_r(m)]的峰值两端各取N_p2个采样点，进行一次重心估计，得出负频率回波包络的重心和回波包络的宽度

4d)取所在位置右侧的N_p3个采样点估计负调频周期噪声功率P₂；

(5)利用正、负调频周期噪声功率P₁和P₂，分别计算正、负调频周期的回波包络重心和回波包络宽度

5a)利用重心法，分别以为中心、为新窗口宽度，在窗口内重新计算正调频周期的回波包络重心和回波包络宽度

5b)利用重心法，分别以为中心、为新窗口宽度，在窗口内重新计算负调频周期的回波包络重心和回波包络宽度

(6)利用正、负调频周期的回波包络重心和回波包络宽度计算回波重心对应的距离和回波包络宽度

(7)计算回波包络宽度与回波重心对应的距离的比值利用比值估计天线波束在地面的入射角

其中，α(θ)为在不同入射角条件下已知理论比值。

2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(1)中正、负调频周期的回波信号和分别表示如下：

其中，E_t为雷达发射信号的幅度，f₀为中心频率，μ为调制斜率，为随机初相位，τ为回波延时，R(t)为目标到雷达的距离，G为天线功率增益，λ为波长，σ为雷达截面积，t为时间，j为虚数单位。