[发明专利]基于合成导向矢量的波束形成米波雷达测高方法

摘要

本发明公开了一种基于合成导向矢量的波束形成米波雷达测高方法，主要解决现有技术测高时信号处理运算量大、计算复杂的问题，本发明从雷达回波中提取目标信号，确定目标仰角搜索范围；建立雷达波反射模型，用搜索仰角计算反射点与雷达中心的地面弧长和反射点与目标的地面弧长；计算目标和雷达中心的等效高度后计算反射角和反射波与直射波波程差；计算合成导向矢量；对回波数据波束形成后选取最大归一化功率值对应的角度作为目标仰角，并计算目标高度。本发明将波束形成和合成导向矢量相结合，并将目标反射模型进行简化处理，保证米波雷达的仰角估计精度，提高米波雷达测高的计算速度，简化测高计算过程，使米波雷达的实时信号处理更加容易。

主权项

一种基于合成导向矢量的波束形成米波雷达测高方法，包括以下步骤：步骤1：从雷达接收的回波中提取目标信号x(tk)，并确定目标仰角搜索范围；步骤2：建立雷达波反射模型，根据目标搜索仰角θd，计算反射点与雷达中心的地面弧长和反射点与目标的地面弧长，分别记为G1和G2；步骤3：分别计算目标和雷达中心在反射点切线上的等效高度，记为hr′和ht′，然后计算雷达波的反射角θi及反射波与直射波的波程差ΔR；步骤4：利用直射波导向矢量a(θd)和反射波导向矢量a(θi)计算搜索角度的合成导向矢量as(θd)；as(θd)＝a(θd)+ρexp(‑j2πΔR/λ)a(θi)其中ρ为地面反射系数，λ为雷达波波长；步骤5：对雷达回波进行波束形成处理，计算归一化阵列平均输出功率S(θd)；步骤6：选取最大归一化阵列平均输出功率对应的角度为目标仰角θ，并利用余弦定理计算目标的高度ht： θ = arg max θ d [ S ( θ d ) ] h t = R d 2 + ( h r + r e ) 2 - 2 R d · ( h r + r e ) cos ( θ + π / 2 ) - r e 其中Rd为目标与雷达距离，hr为雷达中心高度，re为等效地球半径。