[发明专利]多径利用雷达时间反演目标距离估计方法

说明书

本发明公开了一种多径利用雷达时间反演目标距离估计方法，解决了多径环境下雷达目标准确测距的问题。实现步骤是：产生雷达发射信号并得到回波数据；将回波数据进行能量归一化并时间反演，得到时反信号；将时反信号重新发射到环境中，得到时反回波数据；构造匹配滤波器，对时反回波进行匹配滤波，选择幅值门限进行峰值检测，峰值中首径时延对应的距离即为目标距离。本发明将回波数据能量归一化时间反演并重新发射到环境中，通过将多径能量和直达波能量在时间上聚焦，利用多径能量增加了时反回波的信多噪比，实现了对目标的距离估计，且在低信噪比情况下测距精度更高，成本较低，适用范围较广，可用于海面低空雷达点目标距离估计。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，特别涉及目标距离估计，具体是一种多径利用雷达时间反演目标距离估计方法，可用于对海面低空点目标的测距。

背景技术

雷达在海面低空环境测量目标距离时会受到多径效应及噪声的影响，即雷达收到的回波信号包括来自目标的直达波信号、来自海面反射的多径波信号及噪声信号。受到多径效应和噪声的影响，参照说明书附图6，当信噪比处于[-11dB,-13dB]范围内，若使用传统的匹配滤波方法测距，距离估计均方根误差极大，无法测出目标距离。

针对多径效应对雷达在海面低空环境目标距离估计的影响，现有方法主要通过对多径信号在空域和时域进行抑制来提高测距精度。在空域方面，设置天线位置或设计地平面天线，使多径信号无法进入天线，但无法适用于所有情况，实现成本较高。在时域方面，使用窄相关技术或前边缘技术，但会带来距离估计误差。

受到多径效应的影响，在低信噪比情况下，现有技术中的匹配滤波方法距离估计精度较低，为了提高精度，通过空域和时域的方法对多径信号进行抑制，存在着成本较高、适用范围较低等问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述方法的不足，提出一种更加准确的多径利用雷达时间反演目标距离估计方法，利用多径信息对目标进行距离估计。

本发明是一种多径利用雷达时间反演目标距离估计方法，其特征在于，利用多径信息对目标进行测距，包括有如下步骤：

(1)获取雷达回波信号：雷达产生发射信号s_t(t)并发射到环境中，得到雷达回波信号s_r(t)；

(2)获取雷达时反信号：将雷达回波数据s_r(t)进行能量归一化并进行时间反演处理，得到雷达时反信号

(3)获取时反回波信号：将时反信号重新发射到环境中，得到时反回波信号为

(4)对目标进行距离估计：首先构造时反匹配滤波器，用该滤波器对时反回波信号进行匹配滤波处理，实现目标距离估计。

本发明通过将回波进行能量归一化并时间反演重发，对再次接收到的时反回波进行匹配滤波，提高了时反回波的信多噪比，减小了目标距离估计误差。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

一、在多径环境下，受到噪声的影响，若信噪比过低，来自目标的回波将被噪声信号淹没，传统的匹配滤波方法无法准确估计目标的距离。本发明将回波信号进行时间反演并重新发送到环境中，通过时间反演使时反信号对信道产生自适应聚焦效果，实现了对多径信号的利用，增强了时反回波的信多噪比。

二、本发明通过对回波信号进行时间反演，利用多径信号的能量增加了时反回波信号的信多噪比，再对时反回波信号进行匹配滤波，可以得到更高的测距精度及更小的距离估计均方根误差。

三、为减弱多径效应对测距的影响，传统方法采取抑制多径效应的方法。本发明将回波进行时反重发，有效利用多径信息进行距离估计，无需考虑对多径信号的抑制。本发明方法成本较低，且适用范围较广。

附图说明

图1是本发明的实现流程图；