[发明专利]基于功率加权的多通道组合延时估计方法

说明书

本发明提供了一种基于功率加权的多通道组合延时估计方法，利用多通道接收天线阵接收同一目标的回波信号，对各通道差分数据使用逐点滑窗积累统计法求得各通道信号功率，之后对多通道回波信号两两组合进行相关并估计延时，利用最大功率统计值加权平均，从而得到归一化延时和各通道目标延时关系估计。本发明的中的方法在多通道组合延时估计的基础上，引入功率加权方法，提高各通道间延时估计精度。

技术领域

本发明涉及超宽带时域窄脉冲雷达探测技术领域，具体地，涉及一种基于功率加权的多通道组合延时估计方法。

背景技术

超宽带时域窄脉冲雷达(UWB，Ultra-Wide-Band Impulse RADAR)已广泛应用于各种近场定位或成像探测。UWB雷达一般利用多通道组合相关估计延时的方法来确定目标的距离、角度等位置信息，由于每种组合估计的延时存在不同精度的误差，其理论置信程度必然也不同，因此要对各种组合估计的延时进行不同权值的加权，估计精度越高的组合，其所对应的延时估计的加权值即置信程度也应越高。针对传统UWB雷达在各组合延时权值系数计算上的不合理而导致的目标延时估计精度低的问题，要寻找一种合理的权值选取方法，才能得到高精度的目标延时，进一步提高目标的定位精度。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于功率加权的多通道组合延时估计方法。

根据本发明提供的基于功率加权的多通道组合延时估计方法，包括如下步骤：

步骤S1：使用滑窗积累均值差的方法，求取差分数据的功率；

步骤S2：多通道组合进行相关最大功率统计值加权计算，估计各通道方位向单位时延，并计算各通道时延。

优选地，所述步骤S1包括：

步骤S101：确定各通道回波相邻两帧信号x_i(n),x_i(n+1)，其中x_i(n)表示第i个通道的第n帧信号，x_i(n+1)表示第i个通道的第n+1帧信号；l表示滑窗积累的长度，w表示窗函数，计算公式如下：

式中：l1、l2表示窗函数的分段点号，窗函数两侧为正弦模型，l1＜l2＜l；

步骤S102：计算第i个通道相邻两帧的差分信号d_i(n,m)，计算公式如下：

d_i(n,m)＝x_i(n+1,m)-x_i(n,m)；

式中：n表示信号帧数，m表示信号长度；

步骤S103：对第i个通道相邻两帧差分信号d_i(n,m)进行窗宽度为l的逐点滑窗处理，计算分段滑窗内的均值，其中l≤m；

步骤S104：计算滑窗处理后均方差统计信号功率值P_i(n,m)，i表示通道号，n表示信号帧数，m表示信号长度，计算公式如下：

式中：j表示滑窗内数据点号，d_i(n,j)表示第i个通道、第n帧中的第j个数据点，l表示滑窗w的信号长度。

优选地，所述步骤S2包括：

步骤S201：对互异的第u和k两个通道间进行相关运算，记作组合(u,k)，并记录每次相关结果最大值位置ind(q)，q表示互异两通道组合种类编号，u和k表示通道编号；

步骤S202：根据天线延时需满足条件：ind(q)*c/[(k-u)d]＜1，排除不符合条件的通道组合，其中c表示光速，d表示天线间距；