專利名稱：一種基于分數(shù)階Fourier變換的寬帶線性調(diào)頻脈沖測距方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子和通信工程領(lǐng)域，具體涉及一種利用線性調(diào)頻脈沖實現(xiàn)高分辨測距的方法。無線電波在均勻介質(zhì)中以固定的速度直線傳播(在自由空間傳播速度約為光速 C)。如

圖1所示，觀測點位于A點，目標位于B點，則目標至觀測點的距離(即斜距)R可以通過測量電波往返一次所需的時間tK得到，即R = CXtK/2。而tK就是回波相對于發(fā)射信號的延遲，因此，目標距離測量就是要精確測定延遲時間tK。在雷達工作區(qū)域內(nèi)往往有多種目標出現(xiàn)，目標分辨力是指在多目標環(huán)境下雷達能否將兩個或兩個以上鄰近目標區(qū)分開來的能力。分辨目標依靠目標回波參量之間的差別，目標的參量包括位置參量(距離、方位、 仰角)和運動參量(速度、加速度)，只有一個以上的參量具有足夠的差別才足以區(qū)分兩個目標。為了解決簡單脈沖信號的距離分辨力和作用距離相互矛盾的問題而提出了脈沖壓縮技術(shù)，其通過對大時寬帶寬積信號進行脈壓來同時獲得長脈沖的大能量和短脈沖的高分辨。常用的大時寬帶寬積信號有線性調(diào)頻信號、二相編碼信號等。其中，線性調(diào)頻信號是研究得最早而又應(yīng)用最廣泛的一種脈沖壓縮信號，針對線性調(diào)頻信號的脈沖壓縮不僅應(yīng)用于常規(guī)脈沖壓縮雷達，也應(yīng)用在合成孔徑雷達。線性調(diào)頻脈沖壓縮的數(shù)字實現(xiàn)方式主要有時域卷積和頻域匹配濾波兩種。兩者效果相同，后者因運算量較小(要分別經(jīng)過一次FFT、復(fù)加權(quán)和一次逆FFT，如圖2所示，所以運算量約為0(2NlogN)，N為采樣點數(shù))而在實際應(yīng)用中更為廣泛。但是經(jīng)過線性調(diào)頻脈沖壓縮后的回波信號僅是反映時延信息的窄脈沖包絡(luò)， 而丟失了調(diào)制信息。這不僅不便于銜接其他的處理手段(如時頻濾波、DOA估計等)，也不利于回波信號的技術(shù)參數(shù)提取和目標識別。近年來，分數(shù)階Rmrier變換理論得到了迅猛的發(fā)展。分數(shù)階Rmrier變換定義式如下
權(quán)利要求
1.一種基于分數(shù)階i^ourier變換的寬帶線性調(diào)頻脈沖測距方法，其特征在于本發(fā)明包括以下四個步驟，其中(1)依據(jù)最大探測距離、最小探測距離、距離分辨率等指標來確定脈沖重復(fù)周期、線性調(diào)頻脈沖時寬和調(diào)頻率；(2)確定基帶信號采樣頻率和分段處理時長；(3)發(fā)射寬帶線性調(diào)頻脈沖信號，接收目標回波，并對回波信號下變頻到基帶，采樣后作預(yù)濾波處理，以提高信噪比；(4)分段處理采樣信號，在最優(yōu)的分數(shù)階Rmrier變換域逐個對各分段信號進行門限檢測和距離估計。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分數(shù)階Rmrier變換的寬帶線性調(diào)頻脈沖測距方法，其特征在于步驟O)中分段處理時長％ = 9/扎，其中Q為脈沖重復(fù)周期， 為自然數(shù)，表示分段數(shù)目，且
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分數(shù)階Rmrier變換的寬帶線性調(diào)頻脈沖測距方法，其特征在于，步驟中的第i個分段采樣信號ri,b(k)，l彡k< +l，i e [1，UJ的距離估計子為！
全文摘要
本發(fā)明涉及電子和通信工程領(lǐng)域，具體涉及一種利用線性調(diào)頻脈沖實現(xiàn)高分辨測距的方法。包括如下步驟(1)根據(jù)系統(tǒng)要求，確定脈沖重復(fù)周期、線性調(diào)頻脈沖時寬和調(diào)頻率；(2)確定基帶信號采樣頻率和分段處理時長；(3)發(fā)射寬帶線性調(diào)頻脈沖信號，下變頻后采樣接收目標回波，并作預(yù)濾波；(4)分段處理采樣信號，在最優(yōu)的分數(shù)階Fourier變換域逐個對各分段信號進行門限檢測和距離估計。本發(fā)明在保證與線性調(diào)頻脈沖頻域壓縮性能相當?shù)那疤嵯拢瑴p小了約一半的運算量，且保留了回波信號的幅度和相位信息，便于與其他信號處理環(huán)節(jié)相銜接。
文檔編號G01S7/32GK102279396SQ20111016506
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月8日
發(fā)明者劉賢忠, 張韞, 鄧兵 申請人:鄧兵