[发明专利]基于子空间正交投影的捷变频雷达目标参数估计方法

权利要求书

1.一种基于子空间正交投影的捷变频雷达目标参数估计方法，其特征在于，包括有如下步骤：

(1)接收捷变频雷达回波信号捷变频雷达发射脉冲间载频随机跳变的线性调频信号，通过雷达接收机接收含有目标信息的回波信号表示快时间，t_Q表示慢时间；

(2)获得捷变频雷达基带回波信号矩阵

(2a)将接收到的雷达回波信号与对应发射的线性调频信号的复共轭相乘，得到基带回波信号；

(2b)将一个相干处理间隔内获得的基带回波信号，按照接收到的雷达回波信号的顺序依次排列，得到基带回波信号矩阵

(3)获得捷变频雷达脉冲压缩后的回波信号矩阵：将基带回波信号矩阵与雷达基带发射信号的复共轭卷积相乘，得到脉冲压缩后的回波信号矩阵

(4)构建雷达回波信号基矩阵Φ：根据捷变频雷达回波信号的参数计算捷变频雷达距离分辨力Δr：

其中，Δr表示捷变频雷达距离分辨力，c表示光速，N表示雷达发射信号总跳频个数，Δf表示雷达发射信号的最小跳频间隔；

通过捷变频雷达距离分辨力Δr和捷变频雷达回波信号的跳变载频构建雷达回波信号基矩阵Φ；

(5)利用子空间正交投影得到雷达回波信号基矩阵Φ在噪声子空间中的投影矩阵η：利用脉冲压缩后的回波信号矩阵得到协方差矩阵V，将协方差矩阵V进行特征值分解，排序后，张成两个相互正交的子空间，利用子空间与雷达回波信号基矩阵Φ得到投影矩阵η；

(5a)对脉冲压缩后的回波信号矩阵共轭转置，将共轭转置后的矩阵与脉冲压缩后的回波信号矩阵相乘，得到脉冲压缩后的回波信号矩阵的协方差矩阵V；

(5b)对脉冲压缩后的回波信号矩阵的协方差矩阵V进行特征值分解；

(5c)将分解后的特征值从小到大依次排序，选取最大特征值对应的特征向量，张成信号子空间S_m，剩余特征值对应的特征向量张成噪声子空间S_n；

(5d)得到投影矩阵η：将噪声子空间S_n共轭转置后与雷达回波信号基矩阵Φ相乘，用雷达回波信号基矩阵在噪声子空间中的投影公式计算得到雷达回波信号基矩阵Φ在噪声子空间中的投影矩阵η；

(6)获得目标的位置：对噪声子空间中的投影矩阵η共轭转置，将共轭转置后的投影矩阵与噪声子空间中的投影矩阵相乘，将相乘结果取倒数，用雷达回波数据的高分辨距离像计算公式计算得到雷达回波数据的高分辨距离像P；比较其中各点幅值，幅值最大点对应的横坐标即为目标所在位置。

2.根据权利要求1所述的基于子空间正交投影的捷变频雷达目标参数估计方法，其特征在于，步骤(4)中所述的构建雷达回波信号基矩阵Φ为：

其中，Φ表示构建的雷达回波信号基矩阵，exp表示以自然常数为底的指数操作，j表示-1的算术平方根，Q表示接收的脉冲个数，f₁，f₂，…，f_Q分别表示不同雷达回波信号的载频，Δr表示捷变频雷达距离分辨力，c表示光速，N表示雷达发射信号的总跳频个数。

3.根据权利要求1所述的基于子空间正交投影的捷变频雷达目标参数估计方法，其特征在于，步骤(5d)中所述的得到投影矩阵η，其中雷达回波信号基矩阵在噪声子空间中的投影公式如下：

η＝S_n^H×Φ

其中，η表示雷达回波信号基矩阵在噪声子空间中的投影矩阵，S_n表示噪声子空间，上标H表示共轭转置，Φ表示雷达回波信号基矩阵。

4.根据权利要求1所述的基于子空间正交投影的捷变频雷达目标参数估计方法，其特征在于，步骤(6)中所述的雷达回波数据的高分辨距离像计算公式如下：

其中，P表示雷达回波数据的高分辨距离像，η表示雷达回波信号基矩阵在噪声子空间中的投影矩阵，H表示共轭转置。