[发明专利]基于多亮点回波模型的目标径向速度测量方法

摘要

本发明是一种基于多亮点目标径向速度测量的方法，当目标与声纳之间存在相对运动时，接收信号会产生多普勒频移，将实际接收机的滤波器频谱特性设计为经过不同多普勒因子压缩的发射信号频谱的复共轭，再将经过时域加窗处理后的回波通过匹配滤波器，以输出包络的最大峰值对应的多普勒因子反推出目标速度。基于多亮点的目标测速法，减小了由于目标多亮点反射回波相叠加造成的时域波形混叠的影响，能更为准确地估计目标实际径向速度。

主权项

一种基于多亮点回波模型的目标径向速度测量方法，其特征在于，当目标与声纳之间存在相对运动时，接收信号会产生多普勒频移，将实际接收机的匹配滤波器频谱特性设计为经过不同多普勒因子压缩的发射信号频谱的复共轭，再将经过时域加窗处理后的回波通过匹配滤波器，以输出包络的最大峰值对应的多普勒因子反推出目标速度；该方法主要包括以下步骤：1).发射信号为双曲调频信号n∈[0,T·FS]，fH、fL分别为信号上、下边频，T为信号脉宽，FS为采样率；将目标回波r进行常规匹配滤波处理，滤波器中的拷贝信号为原发射信号u[n]，将该包络中最大峰值锁定为主亮点，提取其时间坐标信息2).设定待测目标的径向速度范围‑vt～vt，其中vt为最大径向速度，设置速度分辨率Δv，设相离运动时速度为正，则待校验速度为vi＝‑vt+(i‑1)·Δv，i＝1,2,...,2vt/Δv+1；分别设计相对应的配滤波器中的拷贝信号n∈[0,T·FS]，其中i＝1,2,...,2vt/Δv+1；c为声音在水中的传播速度；3).根据公式计算目标以速度vi运动时与目标静止时的主亮点时间坐标偏差值τi，i＝1,2,...,2vt/Δv+1，其中c为声音在水中的传播速度；分别以窗长为T·FS的时域窗截取回波r，起点为回波中窗口外的数值全部置零，构成新的回波信号r'i，i＝1,2,...,2vt/Δv+1；4).将经过窗口截取后的回波信号r'i分别与步骤2)中设计的匹配滤波拷贝信号xi[n]，作匹配相关运算，取得匹配包络峰值Mpi，i＝1,2,...,2vt/Δv+1，则由Mpi中最大值Mpj所对应的拷贝信号多普勒因子κj，j∈[1,2vt/Δv+1]，即可求出的目标运动径向速度v＝(1‑κj)·c/2。