[发明专利]一种多目标背景下的水位测量方法

权利要求书

1.一种多目标背景下的水位测量方法，使用雷达水位计测量水位，其特征在于，所述雷达水位计包括一个单阵元发射天线TX和三个单阵元接收天线RX1、RX2和RX3，所述水位测量方法包括以下步骤：

雷达水位计通过发射天线TX以固定周期T_frame发射一组调频连续波信号，每组调频连续波由第一锯齿波S1和第二锯齿波S2组成，两段锯齿波间隔T_shape时间发射；

三个接收天线接收采样后的第一锯齿波回波信号S¹_RX1(n)，S¹_RX2(n)，S¹_RX3(n)和第二锯齿波回波信号S²_RX1(n)，S²_RX2(n)，S²_RX3(n)，n∈[1,N]；将S¹_RX1(n)，S¹_RX2(n)，S¹_RX3(n)和S²_RX3(n)加N点汉明窗，做N点离散傅里叶变换后，得到离散傅里叶频谱和其中M_i(k)和为第i个频谱在谱线位置k的频谱幅值和相角，k∈[1,N]；

在S¹_RX3(n)的频谱上用CFAR算法在k∈[1,N/2]范围内检测出局部幅值最大的m个目标的谱线位置k₁、k₂、...、k_m，求解所述m个目标的四元组属性值；

通过若干周期T_frame的测量，得到若干周期T_frame的所述m个目标的四元组属性值；

将所述若干目标分类，并根据预设规则选择类内的目标类为待定目标类，将距离均值最小的目标类判定为水面目标。

2.根据权利要求1所述的多目标背景下的水位测量方法，其特征在于，所述三个接收天线两两构成正交关系，且天线阵元中心间距D_i相等，间距小于等于雷达发射信号波长的一半，定义三个接收天线的中心点为原点O，RX2和RX3中心点连线方向为Y轴，RX1和RX3中心点连线方向为X轴，建立参考直角坐标系。

3.根据权利要求2所述的多目标背景下的水位测量方法，其特征在于，所述目标的四元组属性为(r,θ,ρ,v)，若目标W在第一平面上的投影点为W'，在第二平面上的投影点为W，OZ为雷达中心点到水平面的垂线，则θ为OW'与OZ的夹角，ρ为OW与OZ的夹角，r为雷达中心点O到目标W的距离，v为目标W在OW径向上的相对速度，所述第一平面和第二平面互相垂直，并分别和水平面垂直。

4.根据权利要求2所述的多目标背景下的水位测量方法，其特征在于，单段锯齿波形状的调频连续波发射时起始频率为f₀，结束频率为f₁，带宽为B_W，发射时间为T_p，且T_pT_shape，其余时间段雷达不工作。