[发明专利]基于零多普勒杂波点去除隧道航迹中多径干扰的方法

权利要求书

1.一种基于零多普勒杂波点去除隧道航迹中多径干扰的方法，其特征在于，利用零通道杂波点，通过数字波束形成扫描获得左右隧道相对于雷达的角度位置，从角度上去除航迹中多径干扰；该方法的步骤包括如下：

步骤1，建立毫米波雷达信号接收模型如下：

Y＝b(θ)S+n

其中，Y表示毫米波雷达信号接收模型，b(θ)表示复合接收导向矢量，θ表示天线阵元扫描角度，S表示发射信号的复包络，n表示复高斯白噪声；

步骤2，获取隧道内目标的距离与速度：

步骤2.1，将毫米波雷达阵列接收的每一时刻的隧道内目标的观测数据以信号接收模型Y的形式存储；

步骤2.2，对信号接收模型Y在快时间维度进行匹配滤波，在慢时间维度进行谱估计，得到距离—多普勒谱；

步骤2.3，对距离—多普勒谱进行恒虚警检测，得到目标的距离及速度；

步骤3，利用最大似然算法，分别获取目标、左多径、右多径的角度；

步骤4，生成每一时刻的零通道杂波点向量：

将毫米波雷达接收的每一时刻的多通道距离—多普勒谱中目标对应距离单元的零多普勒观测值，组成该时刻的零通道杂波点向量；

步骤5，获得每一时刻隧道的角度位置，划分出目标区域和多径区域：

步骤5.1，对毫米波雷达接收的每一时刻的零通道杂波点向量进行多通道的数字波束合成扫描，得到该时刻隧道的角度位置；

步骤5.2，将当前时刻波束合成扫描曲线中的主瓣角度作为当前隧道的角度位置，左、右隧道分别对应正、负角度，负角度表示左隧道角度位置，正角度表示右隧道角度位置；

步骤5.3，将所有时刻左、右隧道角度以内的范围作为“目标区域”，所有时刻左、右隧道角度以外的范围作为“多径区域”；

步骤6，利用目标区域和多径区域去除航迹中多径干扰：

通过“目标区域”选取航迹中的目标点迹，滤除“多径区域”中的左多径点迹和右多径点迹，得到隧道内连续的目标航迹。

2.根据权利要求1所述基于零多普勒杂波点去除隧道航迹中多径干扰的方法，其特征在于，步骤1中所述复合接收导向矢量b(θ)如下：

其中，a(θ₁)表示毫米波雷达接收目标的导向矢量，a(θ₂)表示毫米波雷达接收左多径的导向矢量，a(θ₃)表示毫米波雷达接收右多径的导向矢量，ρ₁表示左多径路径反射系数，ρ₂表示右多径路径反射系数，exp(·)表示以自然对数e为底的指数操作，j表示虚数单位符号，ψ₁表示目标与左多径在阵列参考点的相位差，ψ₂表示目标与右多径在阵列参考点的相位差。

3.根据权利要求1所述基于零多普勒杂波点去除隧道航迹中多径干扰的方法，其特征在于，步骤3中所述利用最大似然算法，分别获取目标、左多径、右多径的角度的步骤如下：

第一步，构建的最大似然函数T(·)如下：

T(θ)＝Y^Hb(θ)[b^H(θ)b(θ)]^-1b^H(θ)Y

其中，[]^-1表示求逆操作，[]^H表示共轭转置操作；

第二步，利用下式，分别得到目标、左多径、右多径角度的估计值如下：

其中，表示第i个的角度估计值，i＝1,2,3，表示目标的角度估计值，表示左多径的角度估计值，表示右多径的角度估计值。