[发明专利]一种高速密集爆炸物破片目标的四维参数估计方法

权利要求书

1.一种高速密集爆炸物破片目标的四维参数估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，设定雷达天线参数为包含M×N个子阵组成的大型阵列，将每个子阵的回波信号和参考信号混频，得到每个子阵的接收信号；其中，M为俯仰维的子阵个数，N为方位维的子阵个数；

步骤2，对每个子阵的接收信号施加一个数字加权，形成M×N个和波束y(t)；根据M×N个和波束y(t)分别得到M×N个方位差波束y_a(t)和M×N个俯仰差波束y_e(t)；

对所述和波束y(t)、方位差波束y_a(t)、俯仰差波束波束y_e(t)分别进行信号处理，分别对应得到信号处理后的和波束y_∑、方位差波束y_a△、俯仰差波束波束y_e△；

步骤3，确定俯仰差和比曲线和方位差和比曲线；根据所述俯仰差和比曲线和方位差和比曲线分别得到俯仰差斜率k_e、方位差斜率k_a；

步骤4，根据所述信号处理后的和波束y_∑和俯仰差波束波束y_e△得到信号处理后的俯仰差和比曲线；根据所述信号处理后的俯仰差和比曲线和所述俯仰差斜率k_e得到目标偏离波束中心的俯仰高度△z；

根据所述信号处理后的和波束y_∑和方位差波束y_a△得到信号处理后的方位差和比曲线；采用所述目标偏离波束中心的俯仰高度△z对所述信号处理后的方位差和比曲线进行校正，再根据所述方位差斜率k_a求目标偏离波束中心的方位距离△y；

步骤5，根据所述目标偏离波束中心的俯仰高度△z、目标偏离波束中心的方位距离△y以及目标的起始位置，确定目标的位置、方位角θ₁和俯仰角

步骤6，根据多普勒通道数G计算出目标的径向速度v_r，进而得到速度的模糊次数i，对产生速度模糊的目标进行速度修正，得到目标的实际径向速度；

步骤7，根据所述目标的实际径向速度v₁和目标的位置计算出目标的实际速度。

2.根据权利要求1所述的高速密集爆炸物破片目标的四维参数估计方法，其特征在于，步骤1具体包含以下子步骤：

子步骤1.1，每个子阵中是g×n个阵元构成的平面阵，以每个子阵的中间阵元作为参考阵元，并以中间阵元作为坐标原点建立三维坐标系，信号源的坐标为(x_a,y_a,z_a)，第l个阵元的坐标为(x_l”,y_l”,z_l”)；

子步骤1.2，设雷达发射的是线性调频脉冲信号为：

其中，t表示时间变量；j表示取虚数，j²＝-1；f₀为载频；μ为调频斜率；T表示脉冲宽度；

子步骤1.3，设目标相对于雷达天线参考阵元的距离为R，并且以距离R为时间参考点，则第l阵元相对于参考阵元的相对包络延迟为：

其中，r_l为信号源到第l个阵元的距离，r₀为信号源到参考阵元的距离，c表示光的传播速度，则第l个阵元接收的回波信号为：

则第P个子阵接收到的回波信号为其中，u＝g*n表示子阵内的阵元数，P∈[1,2,…,M×N]；

子步骤1.4，令参考回波信号为将所述第P个子阵接收到的回波信号与所述参考回波信号的共轭相乘，即得到第P个子阵的接收信号：

S_P(t)＝S_P'(t)×S₁^*(t)

其中，*表示取共轭操作；

则M×N个子阵的接收信号为S(t)＝[S₁(t)S₂(t)…S_P(t)…S_M×N(t)]。