一种脉冲多普勒雷达解速度模糊的方法技术

本发明专利技术涉及雷达信号处理领域，特别是涉及一种脉冲多普勒雷达解速度模糊的方法。本发明专利技术包括三个主要步骤，分别为，步骤A：根据雷达参数与目标视在速度，以及第一门限对速度估算区间进行区间划分，筛选出可能的速度矩阵；步骤B：根据第二门限，对可能的速度矩阵进行筛选，获得待判定真伪的速度矩阵；步骤C：对待判定真伪的速度矩阵，进行速度互异性筛选，剔除伪速度，获得按置信度从高到低排列的目标真实速度矩阵。本发明专利技术能够在运动目标的回波信息并不理想且不引入距离模糊的情况下，解多普勒速度模糊，从而获得运动目标的真实速度。

A method of resolving velocity ambiguity in pulse Doppler radar

【技术实现步骤摘要】
一种脉冲多普勒雷达解速度模糊的方法
本专利技术涉及雷达信号处理领域，特别是涉及一种脉冲多普勒雷达解速度模糊的方法。
技术介绍
速度模糊问题是脉冲多普勒雷达的固有问题，当雷达发射脉冲的重复频率小于运动目标的最大多普勒频率时，会产生速度模糊；从而使雷达获取不到运动目标的真实速度，导致无法实现雷达的目标测速、目标跟踪等后续功能。要消除速度模糊，目前普遍的解决方法有两个：一个是提高雷达发射脉冲的重复频率，但过高的脉冲重频又会导致运动目标的距离模糊；另一个方法是使用多个不同的重频同时对运动目标进行探测，并通过多普勒频移公式计算出目标真实速度，但由于真实的目标回波信息的信杂噪比受到外部环境的影响，本身存在误差和畸变，导致此方法在实际工程应用时并不能通过理论公式获得解析解，无法解出运动目标的真实速度。故需要有一种适用于脉冲多普勒雷达实际使用场景，可以在运动目标的回波信息信杂噪比并不理想的情况下，解多普勒速度模糊的方法。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种脉冲多普勒雷达解速度模糊的方法，能够在运动目标的回波信息并不理想的情况下，解多普勒速度模糊，从而获得运动目标的真实速度。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：一种脉冲多普勒雷达解速度模糊的方法，包括：步骤A：根据雷达参数与目标视在速度，以及第一门限对速度估算区间进行区间划分，筛选出可能的速度矩阵V_maybe。步骤1、获得目标视在速度V_martix：整理雷达各个脉冲重复周期PRI获得的过检测门限的视在速度，形成速度矩阵，记为V_martix。多重频多载频联合的有益效果是：充分利用雷达的固有设计参数，通过多重频多载频对同一目标的多次检测，获取该运动目标的速度集中性；且所使用的多个重频、多个载频的数目、数值均可以按实际雷达自身的载频参数进行设定和调整，具有泛用性和灵活性。步骤2、计算各类解多普勒速度模糊所需参数：计算模糊速度V_blind、模糊倍数blur_mul和速度分段数segment_num。第一门限即为划分速度区间的间隔值V_seg，该值不能太小，一般V_seg取值需要大于雷达的测速精度；且不能太大，取值过大会使过多的真伪速度落在同一个速度区间，在后续筛选中存在遗漏真速度的风险，从而失去了第一门限的意义。第一门限的有益效果是：在不遗漏真速度的情况下，对真伪速度进行初步的筛选和划分；通过速度区间的划分，使真伪速度尽可能的落在不同的速度区间，便于后续第二门限的进一步筛选，减少了第二门限判别时的计算量。步骤3、计算可能速度矩阵V_maybe：计算出可能速度矩阵V_maybe，V_maybe为3维矩阵。步骤B：根据第二门限，对可能的速度矩阵V_maybe进行筛选，获得待判定真伪的速度矩阵V_check。步骤4、对可能速度矩阵V_maybe进行重排和映射：将V_maybe重排为2维矩阵V_reshape。将V_reshape中满足速度估算区间[-V_max，V_max]要求的速度值映射到速度估算区间；将映射后的速度矩阵记为V_map。并用V_segment储存V_map中每个元素位于速度分段区间的位置。步骤5、多PRI速度映射表融合：将V_segment中所有行求和，得到V_segment_all；找出V_segment_all中≥3的元素位置储存为pos_maybe矩阵。以下步骤为循环递归操作，为了方便描述，特此定义参数n：初始值为1，取值为1到N的自然数，每执行一次步骤7后自加1。步骤6、筛选满足速度估算区间的速度矩阵：查找V_segment的第pos_maybe[n]列中元素值>0的行数，记为pri_pos。将V_reshape的第pri_pos列中满足速度估算区间的可能速度值映射到速度估算区间；将映射后的速度矩阵记为V_yinshe。找出V_yinshe中与pos_maybe[n]数值最接近的列数位置，将该位置的速度值存入V_lose_check矩阵；并将该速度在原速度矩阵V_martix中的位置，存入V_lose_check_pos矩阵。步骤7、筛选V_lose_check中满足第二门限的速度矩阵：将V_lose_check中满足速度估算区间的速度组成一个V_match矩阵；统计V_match中元素的个数记为V_zhi。将V_match矩阵所有元素中的最大值和最小值作差，第二门限deta取值为2；如果该差值大于第二门限deta，跳转执行步骤6；如果该差值小于第二门限deta，跳转执行步骤8。第二门限的有益效果是：第二门限通过分析第一门限筛选后的速度的集中性，对可能的真实速度进行筛选，进一步剔除假速度。步骤8、计算待判定真伪的速度矩阵V_check：将可能的速度V_match平均值和其置信度V_zhi存入V_check矩阵的第k行(k初始化为1，每执行一次步骤8后加1)。直到遍历pos_maybe中所有列后(即n＝N)结束本段递归循环，否则跳转执行步骤6。将递归循环完成后获得的V_check的行数记为M行，列数为7列。步骤C：对待判定真伪的速度矩阵V_check，进行速度互异性筛选，剔除伪速度，获得按置信度从高到低排列的目标真实速度矩阵V_real。以下步骤为循环递归操作，为了方便描述，特此定义参数m：初始值为1，取值为1到M的自然数，每次执行步骤15后自加1，每次执行步骤16后初始化为1。步骤9、取出置信度最高的速度行：取出V_check矩阵中置信度最高的行，记为V_max_zhi，并存入V_real矩阵第k行(k初始化为1，每执行一次步骤9后加1)。步骤10、计算速度互异性判别矩阵Judge矩阵：将V_max_zhi和V_check矩阵，从矩阵的第3列起作差，得到Judge矩阵。创建速度真伪标志位矩阵。步骤11、查询Judge矩阵和V_flag速度真伪标志位矩阵：当Judge矩阵第m行元素中存在0值，并且V_flag矩阵第m行元素为0时，则继续执行步骤12，否则跳转执行步骤15。步骤12、进行盲速PRI判别：如果V_max_zhi的第3列到第7列中存在0值，存在0，执行步骤13.2；否则执行步骤13.1。根据是否存在盲速PRI的判别结果，执行下列对应处理分支的操作步骤。步骤13、速度互异性筛选：步骤13.1、不存在盲速，不进行速度互异性筛选：跳转执行步骤15。步骤13.2、存在盲速，进行速度互异性筛选：将Judge矩阵第m行中元素为0的列的位置的集合A与V_max_zhi第3列到第7列中元素为0的列的位置集合B作对比：如果A中有不属于B的元素，继续执行步骤14；否则跳转执行步骤15。速度互异性筛选的有益效果是：运用一个真实目标速度能且只能被一个PRI本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脉冲多普勒雷达解速度模糊的方法，其特征在于：包括以下三大步骤：/n步骤A：根据雷达参数与目标视在速度，以及第一门限对速度估算区间进行区间划分，筛选出可能的速度矩阵V_maybe；/nV_maybe＝V_martix+V_blind×blur_mul，其中V_martix为雷达获得的目标视在速度，V_blind为模糊速度，blur_mul为模糊倍数；/n步骤B：根据第二门限，对可能的速度矩阵V_maybe进行筛选，获得待判定真伪的速度矩阵V_check；/n步骤C：对待判定真伪的速度矩阵V_check，进行速度互异性筛选，剔除伪速度，获得按置信度从高到低排列的目标真实速度矩阵V_real。/n

【技术特征摘要】
1.一种脉冲多普勒雷达解速度模糊的方法，其特征在于：包括以下三大步骤：
步骤A：根据雷达参数与目标视在速度，以及第一门限对速度估算区间进行区间划分，筛选出可能的速度矩阵V_maybe；
V_maybe＝V_martix+V_blind×blur_mul，其中V_martix为雷达获得的目标视在速度，V_blind为模糊速度，blur_mul为模糊倍数；
步骤B：根据第二门限，对可能的速度矩阵V_maybe进行筛选，获得待判定真伪的速度矩阵V_check；
步骤C：对待判定真伪的速度矩阵V_check，进行速度互异性筛选，剔除伪速度，获得按置信度从高到低排列的目标真实速度矩阵V_real。


2.根据权利要求1的一种脉冲多普勒雷达解速度模糊的方法，其特征在于：步骤A中根据V_blind＝frλ/2，其中脉冲重复频率fr＝1/PRI，波长λ＝C/Fc计算模糊速度V_blind；
根据公式blur_mul＝ceil(V_max/V_blind)，计算模糊倍数blur_mul；其中，ceil表示向上取整；
根据公式segment_num＝2*ceil(v_max/v_seg)，划分速度估算区间，计算出速度区间分段数segment_num；其中，ceil表示向上取整。


3.根据权利要求1所述的一种脉冲多普勒雷达解速度模糊的方法，其特征在于：步骤B中速度矩阵V_check的获得过程为：
对可能速度矩阵V_maybe进行重排获得V_reshape，对其映射获得V_map和V_segment；
对V_segment进行多PRI融合获得pos_maybe；
筛选V_reshape中满足速度估算区间的速度获...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂雨洋，徐敏超，陈钟，厉芸，
申请(专利权)人：武汉滨湖电子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42