恭喜北京航空航天大学魏少明获国家专利权
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龙图腾网恭喜北京航空航天大学申请的专利宽带多目标平动参数估计与补偿方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116449326B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-20发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310449172.6,技术领域涉及:G01S7/41;该发明授权宽带多目标平动参数估计与补偿方法是由魏少明;刘宇翔;王俊;金明明;伊鸿宇设计研发完成,并于2023-04-24向国家知识产权局提交的专利申请。
本宽带多目标平动参数估计与补偿方法在说明书摘要公布了:本发明公开了宽带多目标平动参数估计与补偿方法,属于雷达信号处理领域;具体是:首先,计算雷达接收N个目标的回波信号;并基于随机Hough变换,分离提取各目标的对应轨迹;然后,粗估计各目标的初始位置和速度以及加速度,并进行粗补偿;利用CLEAN去除多余散射点和混叠航迹,使得每个目标只保留一个连续的散射点。接着,基于频谱特性估计散射点目标的残余加速度和残余平动速度,并计算该目标最终的速度估计和加速度估计;最后,对精补偿后的雷达回波信号,基于短时傅里叶变换的R‑D成像算法,对每一行距离单元进行短时傅里叶时频变换,获得三维的多普勒‑距离‑时间矩阵,得到R‑D像切片。本发明在时频域对运动参数进行了精细化的估计与补偿。
本发明授权宽带多目标平动参数估计与补偿方法在权利要求书中公布了:1.宽带多目标平动参数估计与补偿方法,其特征在于,具体步骤如下: 步骤一、针对雷达对空间探测时,N个目标在同一波门内的场景,计算雷达接收的回波信号; 回波信号计算公式为: 其中,是快时间,tm是慢时间,t是全时间,fc是载波频率,κ是调频斜率,Aij是第i个目标上第j个散射点的散射强度,Si为第i个目标的散射点数目,Tp为脉冲持续时间,c为光速;是第i个目标上第j个散射点相对于雷达的径向距离,其中Ritm是雷达站址到第i个目标对应的参考坐标系原点的径向距离,其变化视作是平动,Rijtm是该目标中第j个散射点到坐标原点的距离,其变化视作是微动;v表示速度; 步骤二、每个目标的回波信号对应一维距离像中的一条轨迹,基于区域划分随机Hough变换,分离提取各目标的对应轨迹; 步骤三、对各目标的对应轨迹利用最小二乘法,分别粗估计得到各目标的初始位置R和速度以及加速度然后进行粗补偿; 补偿方法如下, 其中,fr表示采样频率点,fd表示多普勒频率,FFT·表示傅里叶变换,IFFT·表示逆傅里叶变换,为原回波信号; 步骤四、利用CLEAN去除粗补偿后的一维距离像序列的多余散射点和混叠航迹,使得每个目标只保留一个连续的散射点; 步骤五、基于频谱特性估计每个只保留一个连续的散射点目标的残余加速度; 步骤如下: ①根据微动量级先验预测残余加速度大小,并均匀划分得到加速度补偿序列acom; ②对粗补偿后的信号进行时域补偿,并变换到频域,求其频谱峰值: ③再求频谱峰值向量中的最大值,其对应的加速度补偿值即为目标残余加速度: 步骤六、利用滑窗MUSIC精确估计瞬时频率,根据频谱特性估计每个只保留一个连续的散射点目标的残余平动速度; 算法步骤如下: ①给定窗长度W,选取合适的窗函数,对信号进行截断并加窗; ②使用数据构建自协方差矩阵Rx; ③对自协方差矩阵Rx进行特征分解,将得到的特征值λ和特征向量Q进行排序;特征值λ的最大值λ0即Q中对应的Q0张成信号子空间,Q中其余向量张成噪声子空间QN; ④为测定信号瞬时归一化角频率,给定多普勒维的矢量vf=exp2πjftm,从而构建谱估计公式:搜索得到该时间窗内的瞬时频率fs; ⑤滑动时间窗,返回步骤②,重复直到多普勒维搜索完毕; 精细化处理后得到目标的散射点瞬时频率,从而估计其平移量Δf,从而得到残余平动速度的估计值: Δv=Δf×fs2π 步骤七、利用每个目标的残余加速度和残余平动速度,计算该目标最终的速度估计和加速度估计; 速度估计公式为: 其中为粗估计的速度; 加速度估计公式为: 其中为粗估计的加速度; 步骤八、对精补偿后的雷达回波信号,基于短时傅里叶变换的R-D成像算法,对每一行距离单元进行短时傅里叶时频变换,获得三维的多普勒-距离-时间矩阵,每个多普勒-距离的时间切片即为R-D像切片。
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