一種簡(jiǎn)易的雷達(dá)多目標(biāo)參數(shù)提取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于雷達(dá)多目標(biāo)參數(shù)檢測(cè)與估計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種簡(jiǎn)易的雷達(dá)多目 標(biāo)參數(shù)提取方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 雷達(dá)多目標(biāo)參數(shù)檢測(cè)與估計(jì)技術(shù)廣泛應(yīng)用于軍事和民用領(lǐng)域，尤其在當(dāng)前多彈頭 同發(fā)與多干擾共存軍事技術(shù)背景與大規(guī)模多輸入多輸出民用技術(shù)系統(tǒng)下，該技術(shù)顯得尤為 重要。
[0003] 雷達(dá)多目標(biāo)參數(shù)檢測(cè)與估計(jì)技術(shù)為獲得多個(gè)不同目標(biāo)的方位、波形等參數(shù)以區(qū)分 其各自，進(jìn)而為辨識(shí)它們提供基礎(chǔ)。現(xiàn)有的雷達(dá)多目標(biāo)參數(shù)檢測(cè)與估計(jì)技術(shù)大致分為數(shù)據(jù) 擬合與子空間擬合，前者在多目標(biāo)實(shí)現(xiàn)時(shí)要涉及矩陣求逆而后者涉及矩陣特征分解運(yùn)算， 這些運(yùn)算是他們的復(fù)雜度的主因，本申請(qǐng)主要針對(duì)數(shù)據(jù)擬合。
[0004] 數(shù)據(jù)擬合類技術(shù)大多由最大似然多目標(biāo)參數(shù)檢測(cè)技術(shù)衍生而來(lái)，該技術(shù)的最大缺 陷是在實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)分離和辨識(shí)過(guò)程中要涉及相應(yīng)矩陣的求逆，矩陣求逆不僅使檢測(cè)實(shí)現(xiàn)的 復(fù)雜度提升，更為關(guān)鍵的是當(dāng)多個(gè)目標(biāo)聚集在小范圍時(shí)其運(yùn)算誤差將大幅增加，從而不僅 提升目標(biāo)檢測(cè)辨識(shí)的實(shí)現(xiàn)難度也增加其檢測(cè)辨識(shí)差錯(cuò)率。
[0005] 經(jīng)典雷達(dá)多目標(biāo)檢測(cè)信號(hào)模型為：
[0006] y (t) = A (?) s (t) +n (t)，t = 1，2, ...，N
[0007] 其中y(t)是雷達(dá)測(cè)量數(shù)據(jù)，A(?)稱之為陣列流形矩陣，它包含目標(biāo)個(gè)數(shù)，方位 (俯仰）等信息，它的構(gòu)造形式取決于雷達(dá)的結(jié)構(gòu)。s(t)是目標(biāo)反射信號(hào)波形，n(t)是加 性噪聲，N是數(shù)據(jù)采樣數(shù)或稱數(shù)據(jù)時(shí)域長(zhǎng)度（快拍數(shù)）。在雷達(dá)多目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)研究中，雷 達(dá)的形式結(jié)構(gòu)，目標(biāo)個(gè)數(shù)（有專門的檢測(cè)算法研究討論）均假設(shè)已知。若已知有D個(gè)目標(biāo) 且僅關(guān)注其方位參數(shù)，則〇 = (Q1,Q2,…，9D)
[0008] A (?) = [a ( 0 )，a ( 0 2)，，…，a ( 0 D)]
[0009] 其中a( 0D)稱之為陣列流形矢量，對(duì)于具有M個(gè)陣元的均勻線性陣列矢量a( 0 ) 常用形式為，
[0010] a(0) =[Iej2TT(d/入)Sin(0)…ej2JT (M-I) (d/A)Sin(B)JT
[0011] 經(jīng)典的最大似然目標(biāo)參數(shù)檢測(cè)與估計(jì)算法可以表示為（數(shù)據(jù)擬合）[1-3]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種簡(jiǎn)易的雷達(dá)多目標(biāo)參數(shù)提取方法，D = 3個(gè)目標(biāo)，當(dāng)目標(biāo)數(shù)多于3個(gè)時(shí)，可仿照 (3)、（4)式的推導(dǎo)原理寫出類似（3)和（4)的公式，只是表達(dá)式更冗長(zhǎng)，具體包括以下步 驟： 步驟1)，估計(jì)信號(hào)方位初始參數(shù)，i從1到D，D代表信號(hào)序數(shù)，假設(shè)D = 3,對(duì)于i = 1， 計(jì)算弋= J，6(久6Γ) = β⑷），利用公式：
原始信號(hào)方位參數(shù)搜索方法中巧@2)采用公式（3)計(jì)算；常數(shù)α=(1-利用公 式：
(7) 得含。1;得到估計(jì)目標(biāo)方位參數(shù)初始值f3)，i從1到3 ; 步驟2)，主迭代循環(huán)，根據(jù)步驟1)獲得的初始參數(shù)估計(jì)含°?，i從1到3 ;為獲得他們的 精確估計(jì)，具體做法是，利用下列公式進(jìn)行循環(huán)移位賦值變換獲得新的目標(biāo)方位參數(shù)含441)， i從1到3 ;循環(huán)直到對(duì)于所有i從1到3, I#+-ga)|k，式中：ε是預(yù)先設(shè)定的一個(gè)門 限值，k是迭代次數(shù)； 對(duì)于i = 1，令
，原始信號(hào)方位參數(shù)搜索方法中
得目標(biāo)2的方位較精確估計(jì)卻+1);
得目標(biāo)3的方位較精確估計(jì)卻-+11; 步驟3)，對(duì)于步驟2)得到的精確估計(jì)$，i從1到3,利用式（4)和式⑶計(jì)算
.得到3個(gè)目標(biāo)波形參數(shù)估計(jì)， 為目標(biāo)定位、波形辨識(shí)提供參數(shù)依據(jù)； 當(dāng)目標(biāo)個(gè)數(shù)D > 3時(shí)，借助于已有表達(dá)式如和下面的矩陣求逆迭代運(yùn)算關(guān)系
就可以完整地寫出相應(yīng)矩陣
（^及投影矩陣算符P4i的表達(dá)式。
【專利摘要】一種簡(jiǎn)易的雷達(dá)多目標(biāo)參數(shù)提取方法，D＝3個(gè)目標(biāo)，當(dāng)目標(biāo)數(shù)多于3個(gè)時(shí)，可仿照寫出類似(3)和(4)的公式，只是表達(dá)式更冗長(zhǎng)，具體包括以下步驟：步驟1)，估計(jì)信號(hào)方位初始參數(shù)，i從1到D，D代表信號(hào)序數(shù)，假設(shè)D＝3，對(duì)于i＝1，計(jì)算得到估計(jì)目標(biāo)方位參數(shù)初始值i從1到3；步驟2)，主迭代循環(huán)，根據(jù)步驟1)獲得的初始參數(shù)估計(jì)i從1到3；獲得他們的精確估計(jì)；步驟3)，對(duì)于步驟2)得到的精確估計(jì)i從1到3，利用式(4)和式(8)計(jì)算和得到3個(gè)目標(biāo)波形參數(shù)估計(jì)，為目標(biāo)定位、波形辨識(shí)提供參數(shù)依據(jù)；當(dāng)目標(biāo)個(gè)數(shù)D≥3時(shí)，借助于已有表達(dá)式如和下面的矩陣求逆迭代運(yùn)算關(guān)系就寫出相應(yīng)矩陣Qi及投影矩陣算符的表達(dá)式；從根本上降低其運(yùn)算復(fù)雜度且規(guī)避求逆時(shí)誤差。
【IPC分類】G01S7-41
【公開(kāi)號(hào)】CN104678373
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510119894
【發(fā)明人】邵朝, 翟永智, 李國(guó)彬, 李強(qiáng), 林路路
【申請(qǐng)人】西安郵電大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年3月18日