[发明专利]一种高速运动目标下的子带相关配准方法

说明书

本发明公开了一种高速运动目标的子带相关配准方法，旨在解决现有技术未考虑建立目标在高速运动情况下的子带信号间相关配准模型的问题，本发明提供了一种高速目标下的子带相关配准方法；本申请采用不同波段的雷达发射信号以及目标的运动信息，建立宽带雷达回波模型，根据最小熵准则估计出目标的速度，对回波信号进行速度补偿，并估计出非相关相位因子，并将估计出的非相关因子补偿到非基准子带；本申请考虑雷达目标是高速运动的更符合实际的军事需求，且对运动目标的速度补偿，减少了因目标高速运动造成一维距离像失真的影响，使得后续的相关因子的估计更加准确，同时实现了高精度参数估计；本申请适用于子带综合形成超宽带技术领域。

技术领域

本发明涉及子带综合形成超宽带技术范畴，具体地说，提供了一种在目标高速运动的情形下进行子带间相关配准的方法。

背景技术

近年来，宽带雷达广泛地运用于雷达成像、弹道导弹防御、空间探测等方面。尽管其具有相当高的分辨率，但是对于导弹、飞行器还有卫星这些精细的目标结构，他们远小于距离分辨单元。人们可以通过增大带宽来改善距离分辨率，但是大的发射带宽会导致雷达系统的复杂性增加同时设计成本也会大幅度地提高。因此，在不改变单部雷达配置的情况下，利用现有多部雷达测量到的不同频带的目标频率响应来合成一个具有超宽带的频率响应，从而有效地提高了距离分辨率，并且能够获取更为精确地散射中心类型的信息。

参与带宽合成的回波数据是来自于不同的雷达，即使采用高精度的同步技术，各雷达之间的硬件差异依然会使接收到的子带的相关性变差。这些不相关因子包括了初始相位差，幅度误差以及时延。通过某些技术手段估计出这些因子并补偿到子带中，可以恢复子带的相关性。MIT林肯实验室的Cuomo从多空间分布式雷达中获取出目标的回波信号，并通过建立一个非线性最优化问题来估计极点旋转角度和复幅度系数，然而其估计精度受限于频宽外推误差，并且对于多维优化问题，其计算量较大且对噪声比较敏感。随后，有学者利用现代谱估计算法提出了快速的root-MUSIC(Multiple Signal Classification)算法和ESPRIT(Estimated Signal Parameters via Rotational Invariance Technique)的两种幅相补偿方法，前者计算量小，后者具有更好的估计精度，但是这两种方法依赖重叠频带数据，且需要长距离的频带外推。原有的极点利用AIC或者MDL来来确定模型的阶数，但是往往定阶效果不好，这样会造成参数估计准确率低。进一步地，某些文献通过分析用不同雷达测得的目标频响互不相关的原因，推演了其信号之间的具体数学关系，得出测得所得雷达频率响应之间存在一个线性相位因子和固定相位因子，并通过推导出线性相位与一维距离像之间的关系得到线性相位，又通过全局搜索的方法得到相关函数的最小值，从而得到固定相位，这种方法计算量较小但是在低信噪比下的参数估计精度较差。在此基础上，有学者尝试利用全相位快速傅里叶变换(apFFT)方法来估计子带之间的固定相位，这种估计方法不依赖于目标的散射中心数目的先验信息，但是其估计精度受限于采样频率。

现有的算法考虑的条件都是在目标是静止的或者低速的，然而现实中的多数目标都是处于高速运动的。

发明内容

本发明的目的在于：解决现有技术未考虑建立目标在高速运动情况下的子带信号间相关配准模型的问题，本发明提供了一种高速运动目标下的子带相关配准方法。

本发明采用的技术方案如下：

本申请提供了一种高速运动目标下的子带相关配准方法，包括以下步骤：

步骤1、根据不同波段的雷达的发射信号以及观测目标的运动信息，建立宽带雷达的目标基于几何绕射的回波信号模型获得子带回波信号；

其中不同波段的雷达可以选取两个以及以上数量；

步骤2、获得估计速度；

具体地，所述步骤2采用最小熵准则获得估计速度的具体步骤为：