[发明专利]基于DBF机载气象雷达前视快速扫描下的解模糊方法

权利要求书

1.一种基于DBF机载气象雷达前视快速扫描下的解模糊方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)通过方位多通道阵列接收系统雷达数据；

(2)确定多普勒模糊数K，并将雷达数据依照相参脉冲数在方位向上分段；

(3)取其中一段分段后的数据，进行方位向傅里叶变换，再利用多个回波数据估计多普勒模糊数的协方差矩阵；

(4)对于每个模糊成分，分别计算其对应的多普勒频率范围和方位角范围；

(5)重构各个非期望模糊分量的协方差矩阵：

其中，为协方差矩阵每个角度下的Capon空间谱，是采样协方差矩阵R的估计量，是以θ为方位角的标称空间导向矢量，是以θ为方位角的标称空间导向矢量的共轭转置；

积分范围是非期望模糊分量所对应的角度范围，设定是通过多普勒频点计算出的方位角度，Δθ是一个很小的角度，则为非期望模糊分量的协方差矩阵；

(6)根据步骤(5)估计导向矢量的方法为：

其中，ρ{·}表示计算协方差矩阵最大特征值对应的特征向量，是估计的导向矢量；为协方差矩阵每个角度下的Capon空间谱，是采样协方差矩阵R的估计量，是重构的信号协方差矩阵，是以θ为方位角的标称空间导向矢量，是以θ为方位角的标称空间导向矢量的共轭转置；

(7)根据步骤(5)求解的协方差矩阵和步骤(6)中的导向矢量，求解最优权矢量：

其中，k·PRF为k倍的PRF；

(8)利用步骤(7)中的最优权矢量进行空域滤波，再进行频谱拼接，得到恢复后的多普勒频谱；最优权矢量进行空域滤波的方法为：

其中，为第k次模糊分量的频域信号；τ为距离快时间；

(9)对于步骤(8)中的多普勒频谱，进行方位向逆傅里叶变换得到时域数据，并按照数据理论顺序进行存储；

(10)判断每段时域数据是否都被处理完，若未处理完，重复进行步骤(3)-(9)，直至每一段多普勒模糊数据都进行了处理。

2.根据权利要求1所述的基于DBF机载气象雷达前视快速扫描下的解模糊方法，其特征在于，所述步骤(2)中多普勒模糊数K的计算方法为计算选定雷达数据中心的多普勒频率：

其中，f_d0为选定雷达数据中心的多普勒频率，v_a为载机速度，λ为信号波长，θ₀为选定雷达数据中心的方位角，为选定雷达数据中心的俯仰角；

其中PRF为脉冲重复频率，为向上取整。

3.根据权利要求1所述的基于DBF机载气象雷达前视快速扫描下的解模糊方法，其特征在于，所述步骤(3)中协方差矩阵的估计方法为：

R＝E{xx^H}

其中，x是多普勒域中阵列的回波数据矢量，x^H为多普勒域中阵列的回波数据矢量共轭转置，R为协方差矩阵估计结果，E{·}为求解期望。

4.根据权利要求1所述的基于DBF机载气象雷达前视快速扫描下的解模糊方法，其特征在于，所述步骤(4)中，方位角和多普勒频率之间的计算关系为：

其中，为俯仰角，θ为方位角，f_d为多普勒频率，v_a为载机速度，λ为电磁波波长。