[发明专利]多径利用雷达时间反演目标距离估计方法

权利要求书

1.一种多径利用雷达时间反演目标距离估计方法，其特征在于，利用多径信息对目标进行测距，包括有如下步骤：

(1)获取雷达回波信号：雷达产生发射信号s_t(t)并发射到环境中，得到雷达回波信号s_r(t)；

(2)获取雷达时反信号：将雷达回波数据s_r(t)进行能量归一化并进行时间反演处理，得到雷达时反信号

(3)获取时反回波信号：将时反信号重新发射到环境中，得到时反回波信号为

(4)对目标进行距离估计：首先构造时反匹配滤波器，用该滤波器对时反回波信号进行匹配滤波处理，实现目标距离估计，对目标进行距离估计，具体包括有如下步骤：

4a)构造时反匹配滤波器并进行匹配滤波处理：构造时反匹配滤波器冲激响应函数为h_MF(t)，用该滤波器对时反回波信号进行匹配滤波处理，对时反回波信号进行匹配滤波，得到时反匹配滤波输出信号s_MF；构造时反匹配滤波器并进行匹配滤波处理，具体包括有如下步骤：

4a1)构造时反匹配滤波器，其冲激响应函数为h_MF(t)＝ks_r(t)；

4a2)用该滤波器对时反回波进行匹配滤波，得到时反匹配滤波结果信号s_MF

其中，B为带宽，为卷积符号，^*为对信号取共轭，k为能量归一化因子，τ为直达波信道延时，Δτ为一阶多径波信道和直达波信道的延时差，η₁为一阶多径波信道复电磁散射系数，η₂为二阶多径波信道复电磁散射系数，sinc(·)为辛克函数；

4b)目标距离估计：选择幅值门限Γ_m，对时反匹配滤波输出信号进行峰值检测，得到检测结果信号s′_MF，提取检测结果信号s′_MF中的首径时延τ₁，其对应的距离即为目标的距离；对目标进行距离估计，具体包括有如下步骤：

4b1)选择幅值门限Γ_m，对时反匹配滤波结果信号进行峰值检测，得到检测结果信号s′_MF；

根据s_MF中的sinc[πB(t-τ-Δτ)]和sinc[πB(t-τ+Δτ)]峰值项幅值比值计算门限Γ_m，以使s_MF中sinc[πB(t-τ+2Δτ)]和sinc[πB(t-τ+Δτ)]峰值项被滤除，从而得到s′_MF，进行距离估计，具体门限Γ_m取值范围为：[0.3V_max，0.5V_max]，其中V_max为s_MF中峰值幅值的最大值；

4b2)提取检测结果信号s′_MF中的首径时延τ₁，其对应的距离即为目标的距离。

2.根据权利要求1所述的多径利用雷达时间反演目标距离估计方法，其特征在于，步骤(2)中所述的将雷达回波数据s_r(t)进行能量归一化并进行时间反演处理，得到时反信号具体包括：

2a)根据发射信号s_t(t)和回波数据s_r(t)计算能量归一化因子k：

其中T为发射信号时宽，^*为对信号取共轭，η₁为一阶多径波信道复电磁散射系数，η₂为二阶多径波信道复电磁散射系数，为接收机噪声信号方差；

2b)将回波s_r(t)进行能量归一化并时间反演：

其中^*为共轭操作，τ为直达波信道延时，Δτ为一阶多径波信道和直达波信道的延时差，η₁为一阶多径波信道复电磁散射系数，η₂为二阶多径波信道复电磁散射系数，n(t)为接收机噪声信号。