一種多普勒偏移測(cè)量方法及其裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種多普勒偏移測(cè)量方法及其裝置，包括：用本地L路不同低頻頻段的接收天線(xiàn)陣列對(duì)同一移動(dòng)目標(biāo)做探測(cè)，接收得到L路SAR信號(hào)，并存儲(chǔ)；對(duì)L路SAR信號(hào)分別進(jìn)行快速傅里葉變換以及漢寧雙窗全相位快速傅里葉變換，分別得到幅度譜和相位譜；對(duì)峰值位置用相位差頻率校正法進(jìn)行譜校正，得到校正之后的峰值位置估計(jì)，進(jìn)而求出余數(shù)信息；利用各路譜校正得到的余數(shù)信息，按照閉合解析形式的中國(guó)余數(shù)定理對(duì)這些余數(shù)處理，以重構(gòu)出目標(biāo)信號(hào)的多普勒偏移估計(jì)。裝置包括：雷達(dá)對(duì)待測(cè)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，得到L路SAR值；以并行數(shù)字輸入的形式進(jìn)入DSP器件，經(jīng)過(guò)DSP器件的處理，得到待測(cè)移動(dòng)目標(biāo)的多普勒偏移估計(jì)；最后借助驅(qū)動(dòng)及其顯示模塊顯示出多普勒偏移值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種多普勒偏移測(cè)量方法及其裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字信號(hào)處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種多普勒偏移測(cè)量方法及其裝置，具體涉及對(duì)移動(dòng)目標(biāo)在多個(gè)探測(cè)器下得到的樣本，進(jìn)行目標(biāo)多普勒偏移的高精度測(cè)量。
【背景技術(shù)】
[0002]合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar, SAR)系統(tǒng)中，移動(dòng)目標(biāo)的多普勒偏移估計(jì)與檢測(cè)是至關(guān)重要的問(wèn)題，這是因?yàn)槿舳嗥绽疹l移測(cè)量準(zhǔn)確，則非常有益于對(duì)目標(biāo)進(jìn)行高精度速度測(cè)量、目標(biāo)跟蹤與定位等，因而引起國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者的普遍關(guān)注。
[0003]多普勒頻移的發(fā)生，是因?yàn)樘綔y(cè)移動(dòng)目標(biāo)時(shí)，由于移動(dòng)目標(biāo)和探測(cè)器之間的相對(duì)移動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，即產(chǎn)生多普勒偏移，該偏移與目標(biāo)的速度和位置密切相關(guān)。文獻(xiàn)[I] [2] [3]闡述了合成孔徑雷達(dá)的工作原理，并指出可以通過(guò)綜合處理雷達(dá)發(fā)射出電磁脈沖信號(hào)和接收目標(biāo)回波返回的信號(hào)，進(jìn)而計(jì)算出多普勒參數(shù)。因此，信號(hào)處理算法設(shè)計(jì)是多普勒頻移估計(jì)的關(guān)鍵。
[0004]但是現(xiàn)在SAR雷達(dá)探測(cè)的發(fā)射波頻率普遍偏高，大多數(shù)工作在X波段(8-12GHZ)，因而文獻(xiàn)[4]提出多頻天線(xiàn)陣合成孔徑雷達(dá)模型，該模型把單個(gè)高頻頻段的多普勒頻移測(cè)量簡(jiǎn)化為多個(gè)低頻頻段的多普勒頻移測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)，因而降低了系統(tǒng)的硬件成本。
[0005]文獻(xiàn)[4]之所以可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)低頻頻段的多普勒頻移測(cè)量，是因?yàn)橐昧酥袊?guó)古老的余數(shù)定理。中 國(guó)余數(shù)定理(Chinese Remainder Theorem, CRT)解決的問(wèn)題是:為重構(gòu)某一未知整數(shù)N(往往很大)，給定的只有一組相互之間滿(mǎn)足互素關(guān)系的整數(shù)模值:M1, M2，…，My及其未知整數(shù)N對(duì)各模值Mi的模除結(jié)果& (即余數(shù)r”滿(mǎn)足巧=N mod Mi), i=1，一，1，從這些個(gè)余數(shù)1^(往往很小)重構(gòu)未知整數(shù)N的問(wèn)題。
[0006]正因?yàn)镃RT可從多個(gè)小余數(shù)中精確重構(gòu)出未知的大整數(shù)。因而中國(guó)余數(shù)定理[5]
[6]在很多領(lǐng)域如密碼學(xué)[6]，信道編碼[7][8]，信號(hào)處理[5] [9] [10] [11]，以及雷達(dá)系統(tǒng)
[12]-[23]等具有巨大的應(yīng)用。
[0007]由于傳統(tǒng)CRT只能估計(jì)未知整數(shù)，故文獻(xiàn)[12] [13]將每路信號(hào)的快速傅里葉變換(Fast Fourier Transformation, FFT)估計(jì)中直接取峰值頻率估計(jì)作為余數(shù),而舍棄了小數(shù)部分，這不可避免的降低估計(jì)精度。因而基于CRT的多普勒頻移估計(jì)還存在很大的精度提聞空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供了一種多普勒偏移測(cè)量方法及其裝置，本發(fā)明在合成孔徑雷達(dá)的探測(cè)下對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的多普勒偏移進(jìn)行檢測(cè)，詳見(jiàn)下文描述:
[0009]一種多普勒偏移測(cè)量方法，所述方法包括以下步驟:
[0010]用本地L路不同低頻頻段的接收天線(xiàn)陣列對(duì)同一移動(dòng)目標(biāo)做探測(cè)，接收得到L路SAR信號(hào)，并存儲(chǔ)；
[0011]對(duì)L路SAR信號(hào)分別進(jìn)行快速傅里葉變換以及漢寧雙窗全相位快速傅里葉變換，分別得到幅度譜和相位譜；
[0012]對(duì)峰值位置用相位差頻率校正法進(jìn)行譜校正，得到校正之后的峰值位置估計(jì)，進(jìn)而求出余數(shù)信息；
[0013]利用各路譜校正得到的余數(shù)信息，按照閉合解析形式的中國(guó)余數(shù)定理對(duì)這些余數(shù)處理，以重構(gòu)出目標(biāo)信號(hào)的多普勒偏移估計(jì)。
[0014]所述對(duì)峰值位置用相位差頻率校正法進(jìn)行譜校正，得到校正之后的峰值位置估計(jì)，進(jìn)而求出余數(shù)信息的操作具體為:
[0015]I)找出FaiGO和匕00的峰值譜位置k = k%*別找出峰值位置的相位信息妁(F)和φ{(diào)Ιι),并計(jì)算差值，
[0016]
【權(quán)利要求】
1.一種多普勒偏移測(cè)量方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 用本地L路不同低頻頻段的接收天線(xiàn)陣列對(duì)同一移動(dòng)目標(biāo)做探測(cè)，接收得到L路SAR信號(hào)，并存儲(chǔ)； 對(duì)L路SAR信號(hào)分別進(jìn)行快速傅里葉變換以及漢寧雙窗全相位快速傅里葉變換，分別得到幅度譜和相位譜； 對(duì)峰值位置用相位差頻率校正法進(jìn)行譜校正，得到校正之后的峰值位置估計(jì)，進(jìn)而求出余數(shù)信息； 利用各路譜校正得到的余數(shù)信息，按照閉合解析形式的中國(guó)余數(shù)定理對(duì)這些余數(shù)處理，以重構(gòu)出目標(biāo)信號(hào)的多普勒偏移估計(jì)。
2.根據(jù) 權(quán)利要求1所述的一種多普勒偏移測(cè)量方法，其特征在于，所述對(duì)峰值位置用相位差頻率校正法進(jìn)行譜校正，得到校正之后的峰值位置估計(jì)，進(jìn)而求出余數(shù)信息的操作具體為: D找出FaiGO和匕(10的峰值譜位置k = k%分別找出峰值位置的相位信息內(nèi)(€)和(p、k\并計(jì)算差值，^
3.一種多普勒偏移測(cè)量裝置，所述裝置包括:雷達(dá)、DSP器件、驅(qū)動(dòng)及其顯示模塊，其特征在于，所述雷達(dá)對(duì)待測(cè)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)，得到L路SAR值Isi (η)}，(η = 1,2,-,N, i =.1，…，L);分別以并行數(shù)字輸入的形式進(jìn)入所述DSP器件，經(jīng)過(guò)所述DSP器件的處理，得到待測(cè)移動(dòng)目標(biāo)的多普勒偏移估計(jì)；最后借助所述驅(qū)動(dòng)及其顯示模塊顯示出多普勒偏移值。
【文檔編號(hào)】G01S7/41GK103983957SQ201410197974
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】黃翔東, 丁道賢 申請(qǐng)人:天津大學(xué)