CN103983957B - 一种多普勒偏移测量方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多普勒偏移测量方法及其装置，包括：用本地L路不同低频频段的接收天线阵列对同一移动目标做探测，接收得到L路SAR信号，并存储；对L路SAR信号分别进行快速傅里叶变换以及汉宁双窗全相位快速傅里叶变换，分别得到幅度谱和相位谱；对峰值位置用相位差频率校正法进行谱校正，得到校正之后的峰值位置估计，进而求出余数信息；利用各路谱校正得到的余数信息，按照闭合解析形式的中国余数定理对这些余数处理，以重构出目标信号的多普勒偏移估计。装置包括：雷达对待测目标进行探测，得到L路SAR值；以并行数字输入的形式进入DSP器件，经过DSP器件的处理，得到待测移动目标的多普勒偏移估计；最后借助驱动及其显示模块显示出多普勒偏移值。

Description

一种多普勒偏移测量方法及其装置

技术领域

本发明涉及数字信号处理技术领域，尤其涉及一种多普勒偏移测量方法及其装置，具体涉及对移动目标在多个探测器下得到的样本，进行目标多普勒偏移的高精度测量。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)系统中，移动目标的多普勒偏移估计与检测是至关重要的问题，这是因为若多普勒频移测量准确，则非常有益于对目标进行高精度速度测量、目标跟踪与定位等，因而引起国内外相关学者的普遍关注。

多普勒频移的发生，是因为探测移动目标时，由于移动目标和探测器之间的相对移动，会产生多普勒效应，即产生多普勒偏移，该偏移与目标的速度和位置密切相关。文献[1][2][3]阐述了合成孔径雷达的工作原理，并指出可以通过综合处理雷达发射出电磁脉冲信号和接收目标回波返回的信号，进而计算出多普勒参数。因此，信号处理算法设计是多普勒频移估计的关键。

但是现在SAR雷达探测的发射波频率普遍偏高，大多数工作在X波段(8-12GHz)，因而文献[4]提出多频天线阵合成孔径雷达模型，该模型把单个高频频段的多普勒频移测量简化为多个低频频段的多普勒频移测量来实现，因而降低了系统的硬件成本。

文献[4]之所以可以实现多个低频频段的多普勒频移测量，是因为引用了中国古老的余数定理。中国余数定理(Chinese Remainder Theorem,CRT)解决的问题是：为重构某一未知整数N(往往很大)，给定的只有一组相互之间满足互素关系的整数模值：M₁,M₂,…,M_L，及其未知整数N对各模值M_i的模除结果r_i(即余数r_i,满足r_i＝N mod M_i),i＝1,…,L，从这些个余数r_i(往往很小)重构未知整数N的问题。

正因为CRT可从多个小余数中精确重构出未知的大整数。因而中国余数定理[5][6]在很多领域如密码学[6]，信道编码[7][8]，信号处理[5][9][10][11]，以及雷达系统[12]-[23]等具有巨大的应用。

由于传统CRT只能估计未知整数，故文献[12][13]将每路信号的快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformation，FFT)估计中直接取峰值频率估计作为余数，而舍弃了小数部分，这不可避免的降低估计精度。因而基于CRT的多普勒频移估计还存在很大的精度提高空间。

发明内容

本发明提供了一种多普勒偏移测量方法及其装置，本发明在合成孔径雷达的探测下对移动目标的多普勒偏移进行检测，详见下文描述：

一种多普勒偏移测量方法，所述方法包括以下步骤：

用本地L路不同低频频段的接收天线阵列对同一移动目标做探测，接收得到L路SAR信号，并存储；

对L路SAR信号分别进行快速傅里叶变换以及汉宁双窗全相位快速傅里叶变换，分别得到幅度谱和相位谱；

对峰值位置用相位差频率校正法进行谱校正，得到校正之后的峰值位置估计，进而求出余数信息；

利用各路谱校正得到的余数信息，按照闭合解析形式的中国余数定理对这些余数处理，以重构出目标信号的多普勒偏移估计。

所述对峰值位置用相位差频率校正法进行谱校正，得到校正之后的峰值位置估计，进而求出余数信息的操作具体为：

1)找出F_ai(k)和F_i(k)的峰值谱位置k＝k^*，分别找出峰值位置的相位信息并计算差值，

2)根据求取偏差因子△k，其中，

3)根据偏差因子△k进行频率校正，具体为

若峰值谱线处于k＝k^*的位置上，λ为发射波波长，则校正后的余数信息估计值为

$\hat{R}=(k^{*}+\mathrm{\Δk})\mathrm{G\λ}$

其中，G为正整数。

一种多普勒偏移测量装置，所述装置包括：雷达、DSP器件、驱动及其显示模块，所述雷达对待测目标进行探测，得到L路SAR值{s_i(n)}，(n＝1,2,…,N，i＝1,…,L)；分别以并行数字输入的形式进入所述DSP器件，经过所述DSP器件的处理，得到待测移动目标的多普勒偏移估计；最后借助所述驱动及其显示模块显示出多普勒偏移值。

本发明提出的移动目标的多普勒偏移高精度测量若应用于实际工程领域，产生如下有益效果：

第一实现了雷达工作在大波长波段条件的移动目标多普勒偏移的精确测量。对于传统的雷达探测发射波，其工作波段一般为毫米级、厘米级，本发明提出的测量方法要求的发射波长至少为分米级。雷达工作在大波长波段，意味着可降低发射频率。具体说来，对雷达的工作频段要求可从8-12GHz(即X波段)降低到GHz数量级甚至几百或几十MHz数量级要求。

例如，实验2中各路发射波长分别为：λ₁＝0.4m，λ₂＝0.5m，λ₃＝0.7m，对应的发射频率为f₁＝750MHz，f₂＝600MHz，f₃＝428.5714MHz，发射频率为几百MHz数量级。

第二对于移动目标的多普勒偏移测量，本发明采用低发射频率电磁波探测，资源耗费少，大大节省了硬件成本。

相对而言，如果采用以往的高频率发射电磁波，必然会为此付出更高的功耗与硬件成本作为代价。

第三在降低发射频率和成本的情况下，本发明的多普勒偏移测量精度仍得到保证。

例如，在无噪情况，实验2中对移动目标多普勒偏移的测量结果统计，其相对测量误差β₂约处于10^-16数量级，对应的绝对测量误差仅约10^-15m数量级，这是完全可以忽略的误差。在噪声情况下，如实验3中，精度比未经校正的情况至少提高两个数量级。

附图说明

图1为多普勒偏移的高精度测量的流程图；

图2为FFT谱分析示例图；

图3为全相位FFT谱分析框图对照(N＝4)；

图4为apFFT谱分析示例图；

图5为本发明的硬件实施图；

图6为DSP内部程序流图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。

近年来，文献[24]提出了一种闭合解析形式的CRT重构方法，该方法放宽了经典中国余数定理要求的L个模值互素的要求，仅仅要求L个模值具有某一最大公约数(greatestcommon divider,gcd)为M即可，即满足M＝gcd{M₁,M₂,…,M_L}，且文献[24]将CRT重构对象从有限的整数域推广到任意实数领域(即可以重构小数)，而SAR雷达系统中多普勒频移恰好是任意的，故文献[24]的闭合解析形式的CRT非常适合估计SAR多普勒频移。然而闭合解析形式的CRT还未应用于多普勒频移估计中，因而本发明将填补该空白。

为了实现任意的多普勒估计，必然要求精确获得L路接收信号的余数信息。具体说来，就是对每路信号做快速傅里叶变换时，不仅要直接取峰值频率估计作为余数，还要将文献[12][13]舍弃的小数部分也要考虑进去。为精确估计余数中的小数成分，本发明提出了一种新的谱校正方法：相位差频率校正法，该方法同时运用了FFT谱分析和全相位FFT谱分析[25]来进行频率校正，大大提高了估计精度。

101：用本地L路不同低频频段的接收天线阵列对同一移动目标做探测，接收得到L路SAR信号，并存储；

在文献[4]指出：对移动目标s(t)进行雷达探测时，接收机检测到的第i个探测频率在第n个天线阵元上的SAR值近似为(n＝1,2,…,N₁，i＝1,…,L)

$s_i\left(n\right)=c_i\exp \left(j2\mathrm{\π}\frac{\mathrm{\σx}}{{\mathrm{\λ}}_i}(n-1)\right)---\left(1\right)$

其中c_i和天线阵元序号n是相互独立的，它包含了幅度信息和相位信息，c_i可以完全由移动目标决定；N₁是天线阵元的总数(本发明中，要求N₁为奇数，即满足N₁＝2N-1，N是后续的FFT谱分析所需的信号点数)，L是频率总数(接收频率的个数)；λ_i是接收端第i个频率的传输信号的波长；σ是已知参数，与移动目标的雷达的范围和相邻天线之间的距离有关，x是一个有待确定的未知参数(多普勒频移)，与移动目标的速度和位置有关。

式(1)中的频率用f_i表示，f_i与目标x和波长λ_i的关系可以写为

$f_i=\frac{\mathrm{\σ}\·x}{{\mathrm{\λ}}_i}=n_i+\frac{k_i}{N}+\frac{{\mathrm{\δ}}_i}{N},1\≤i\≤L---\left(2\right)$

其中n_i是一个非负的未知的整数，k_i是可从FFT峰值谱位置直接获取的整数，δ_i是一个未知的小数，满足

|δ_i|≤0.5 (3)

式(2)表明，未知的多普勒频移x取决于f_i。因此，f_i估计精度越高，多普勒频移x的估计精度也越高。从式(2)可看出，f_i取决于整数k_i和小数δ_i的估计结果；由于k_i可从FFT峰值谱直接获得，而小数δ_i不能够直接确定。因而本发明意图通过谱校正求出δ_i，以提高多普勒频移估计的精度(文献[12]因舍弃了δ_i，而影响了多普勒频移的估计精度)。

式(2)中的频率估计问题可以简化为CRT重构的问题。为了得到一组互素的正整数Γ_i，取一个正整数G，该正整数G使得Γ_i＝Gλ_i，1≤i≤L。因而有

N·σ·G·x=N·n_iG·λ_i+(k_i+δ_i)G·λ_i 1≤i≤L (4)

也就是说，

N·σ·G·x=n_i·NΓ_i+(k_i+δ_i)·Γ_i 1≤i≤L (5)

令

$N_i\stackrel{\mathrm{\Δ}}{=}N\·{\mathrm{\Γ}}_i,P\stackrel{\mathrm{\Δ}}{=}\mathrm{N\σGx},R_i\stackrel{\mathrm{\Δ}}{=}(k_i+{\mathrm{\δ}}_i){\mathrm{\Γ}}_i---\left(6\right)$

其中是定义符号，那么可以得到下面的方程组

$\left\{\begin{array}{c}P=m_1\·N_1+R_1\\ \·\\ \·\\ \·\\ P=m_i\·N_i+R_i\\ \·\\ \·\\ \·\\ P=m_L\·N_L+R_L\end{array}\right.---\left(7\right)$

其中m_i为一个整数，这就转化成了余数定理求解问题，余数如下

R＝{R₁,R₂,…,R_L} (8)

利用闭合解析形式的中国余数定理即可求出P，目标的多普勒偏移x可以很简单的由x＝P/(NσG)得到。文献[12]指出，多普勒频移x的重构范围为

$0<x<\frac{1}{\mathrm{\&sigma;G}}{\mathrm{\&Gamma;}}_1{\mathrm{\&Gamma;}}_2...{\mathrm{\&Gamma;}}_L---\left(9\right)$

102：对L路SAR信号分别进行快速傅里叶变换(FFT)以及汉宁双窗全相位快速傅里叶变换(apFFT)，分别得到{F_i(k)，1≤i≤L}以及{F_ai(k)，1≤i≤L}；

分别对s_i(n)进行N点FFT操作和2N-1点apFFT操作，得到幅度谱和相位谱。

该步骤中，FFT点数N要求满足

N＞(1+2τ)(Γ₁+Γ_L) (10)

其中，τ为最大余数误差水平，取

N＝(1+2τ)(Γ₁+Γ_L)+1 (11)

例如：L＝3，θ₀＝60°，N＝56，λ₁＝0.4m，λ₂＝0.5m，λ₃＝0.7m，G＝10，最大余数误差水平取τ＝2，σ＝1，x＝10.2340，对每路信号s_i(n)进行FFT操作，参见图2：FFT幅度谱F_i(k)和相位谱具有如下规律：

(a)每路的幅度谱都存在一个峰值。

(b)从幅度谱中可看出，以峰值谱线为中心，左右还各分布有2-3根旁谱线(即形成谱泄漏)，因此需要对频谱的峰值位置进行校正。

参见图3，需用长为(2N-1)的卷积窗w_c(由两个长度为N的汉宁窗的卷积而成)对中心样点x(0)前后(2N-1)个数据进行加权，然后将间隔为N的数据两两进行重叠相加，再对重叠相加后的数据进行FFT即得全相位谱分析结果。

例如：使用与(a)中FFT过程相同的信号以及参数，对s_i(n)进行阶数为N的apFFT操作，得到的谱分析如图4所示，apFFT幅度谱F_ai(k)和相位谱具有如下规律：

(a)每路信号的幅度谱都有一个谱峰位置。

(b)每路信号的峰值谱左右各泄漏出1根谱线，因而需对频谱的峰值位置进行校正。相位谱中的相位信息是不变的，都是零时刻的瞬时相位信息。

以上图3和图4展现的峰值谱和相位谱分布规律，可为后续CRT处理提供如下依据：

(a)谱峰位置提供余数搜索位置依据：

从图3和图4可看出，FFT谱和apFFT谱的谱峰出现的位置是相同的。其具体的谱峰位置值，由信号频率值决定。因而谱峰位置提供余数搜索位置依据。

(b)相位谱分布为相位差谱校正技术提供依据：

本发明为了提高测量精度，提出相位差频率谱校正技术，所依据的正是(a)步骤所搜索得到的FFT谱峰和apFFT谱峰的相位差信息。

103：对上述步骤得到的峰值位置用相位差频率校正法进行谱校正，得到校正之后的峰值位置估计进而求出余数信息

如前所述：由于各路真实信号的频率不一定恰恰落在整数倍的谱线位置上，故若取该位置的频率值作为CRT的余数，必然会引入测量误差而降低测量精度。

所以本发明提出“相位差频率谱校正法”用以提高CRT余数精度，该方法需对信号的FFT谱和apFFT谱的峰值位置的相位信息进行相减，利用相位差进行简单的数学运算进行校正，从而可将每路的余数信息精确到小数。

该处理步骤具体为：

1)找出F_ai(k)和F_i(k)的峰值谱位置k＝k^*(峰值位置是相同的)，分别找出峰值位置的相位信息并计算差值，

2)根据求取偏差因子△k，其中，

3)根据偏差因子△k进行频率校正，具体为

若峰值谱线处于k＝k^*的位置上，λ为发射波波长，则校正后的余数信息估计值为

$\hat{R}=(k^{*}+\mathrm{\&Delta;k})\mathrm{G\&lambda;}---\left(14\right)$

104：利用各路谱校正得到的余数信息，按照闭合解析形式的中国余数定理对这些余数处理，以重构出目标信号的多普勒偏移估计

上述所得出的各路信号的余数信息即为中国余数定理中所需的余数。然后将NGλ₁，NGλ₂，…，NGλ_L作为CRT的各路模值，结合最大公约数N值，按照如下闭合解析形式的中国余数定理的算法步骤，估计出多普勒偏移。

1)从所给的余数(1≤i≤L)计算2≤i≤L，其中：

${\hat{q}}_{i,1}=\left[\frac{{\hat{R}}_i-{\hat{R}}_1}{N}\right],2\&le;i\&le;L---\left(15\right)$

2)计算模除Γ_i的余数：

${\widehat{\mathrm{\&xi;}}}_{i,1}={\hat{q}}_{i,1}{\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&Gamma;}}}_{i,1}\mathrm{mod}{\mathrm{\&Gamma;}}_i---\left(16\right)$

对于2≤i≤L，其中，是Γ₁模除Γ_i的模乘积的逆，可以提前算出。

3)计算

${\hat{n}}_1=\underset{i=2}{\overset{L}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\widehat{\mathrm{\&xi;}}}_{i,1}{b}_{i,1}\frac{{\mathrm{\&gamma;}}_1}{{\mathrm{\&Gamma;}}_i}\mathrm{mod}{\mathrm{\&gamma;}}_1---\left(17\right)$

其中b_i,1是模除Γ_i的模乘积的逆，且γ₁由γ_i＝Γ₁…Г_i-1Гi+1=Γ/Γ_i定义。

4)计算:(2≤i≤L)

${\hat{n}}_i=\frac{{\hat{n}}_1{\mathrm{\&Gamma;}}_1-{\hat{q}}_{i,1}}{{\mathrm{\&Gamma;}}_i}---\left(18\right)$

5)计算

利用式(18)算出的和式(14)谱校正方法算出的余数再利用式(7)的CRT重构式，可重构出L个如下的整数

${\hat{P}}_{0i}={\hat{n}}_{i}N{\mathrm{\&Gamma;}}_i+{\hat{R}}_i,(1\&le;i\&le;L)---\left(19\right)$

为了减小误差，取平均值：

${\hat{P}}_0=\frac{1}{L}\underset{i=1}{\overset{L}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\hat{P}}_{0i}---\left(20\right)$

6)计算多普勒偏移

$\hat{x}=\frac{{\hat{P}}_0}{\mathrm{N\&sigma;G}}---\left(21\right)$

通过以上步骤即可计算出移动目标的多普勒偏移估计

参见图5，一种多普勒偏移测量装置包括：雷达、DSP器件、驱动及其显示模块，首先对待测目标进行雷达探测，得到L路SAR值{s_i(n)}，(n＝1,2,…,N，i＝1,…,L)；分别以并行数字输入的形式进入DSP器件，经过DSP器件的内部算法处理，得到待测移动目标的多普勒偏移估计；最后借助驱动及其显示模块显示出多普勒偏移值。

其中，图5的DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)为核心器件，在信号多普勒偏移估计过程中，完成如下主要功能：

1)调用核心算法，完成对各路接收信号的频率估计与校正，以及待测移动目标的多普勒偏移估计处理；

2)根据实际需要调整发射波波长λ₁，λ₂，…，λ_L，尽量地满足实际需要；

3)将多普勒偏移估计结果实时输出至驱动及其显示模块。

需指出，由于采用了数字化的估计方法，因而决定了图5系统的复杂度、实时程度和稳定度的主要因素并不是图5中DSP器件的外围连接，而是DSP内部程序存储器所存储的核心估计算法。

DSP器件的内部程序流程如图6所示，本发明将所提出的“高精度多普勒偏移测量方法”这一核心估计算法植入DSP器件内，基于此完成高精度、低复杂度、高效的多普勒偏移测量。

图6流程分为如下几个步骤：

(1)首先需根据具体应用要求(如军事中移动目标跟踪等具体要求)，粗略估计多普勒偏移的范围，并根据具体需要设定测量范围和发射波波长λ₁，λ₂，…，λ_L以及参数G。该步骤是从工程方面提出具体需求，以使得后续流程有针对性地进行处理。

(2)然后，CPU主控器从I/O端口读采样数据，进入内部RAM。

(3)后续的“去直流处理”是为了消除待测信号中的直流成分的影响。否则，直流成分的存在，会降低测量精度。直流成分很容易测出，仅需计算样点的平均值即可得到。

(4)按图1本发明的处理过程进行多普勒偏移测量是DSP算法最核心的部分，运行该算法后，即可得到多普勒偏移测量值。

(5)判断本发明方法是否满足工程需求，若不满足，程序返回，重新根据要求设定发射波波长和最大可测范围。

(6)直至测量结果符合工程要求，然后通过DSP的输出总线输出至外部显示驱动设备，将多普勒测量结果进行数码显示。

需指出，由于采用了DSP实现，使得整个多普勒偏移估计操作变得更为灵活，可根据信号所包含的各种分量的具体情况，通过编程灵活改变算法的内部参数设置，如发射波数目L、发射波波长λ₁，λ₂，…，λ_L以及参数G等。

将实验得到的多普勒偏移估计的精度用相对误差来反映，定义如下：

$\mathrm{\&beta;}=\frac{|\hat{x}-x|}{x}\&times;100\%---\left(22\right)$

(1)无噪情况下不引入频谱校正的情况

实验1选取的信号为 $s_i\left(n\right)=\exp (j2\mathrm{\&pi;}\frac{\mathrm{\&sigma;x}}{{\mathrm{\&lambda;}}_i}(n-1)+{\mathrm{\&theta;}}_0),(n=\mathrm{1,2},...,N,i=1,...,L),$ 其中L＝3，θ₀＝70°，λ₁＝0.4m，λ₂＝0.5m，λ₃＝0.7m，G＝10，σ＝1，最大余数误差水平τ＝2，据(1)式有N＝56，x₀为待测目标的多普勒偏移。根据(9)式知道，x₀测量的上限为x_max＝14。

在无噪声的情况下，在(0，x_max)范围内任意选取10个多普勒偏移值x₀，利用本发明的装置进行测量，其中为直接取幅度谱峰位置并计算取到的余数值，它们是一组整数，为多普勒偏移估计结果，β₁是相对误差，得到如下表1所示的多普勒偏移统计结果：

表1无校正情况下多普勒偏移测量结果统计

从表1中可以看出，各路的余数信息是一组整数，待测目标的多普勒偏移估计值存在误差(不超过0.01m)，且相对误差β₁不超过10^-3数量级。

(2)无噪情况下引入相位差频率谱校正的情况

实验2仍采用实验1的测量信号、参数及条件，本情况区别仅在于用本发明的相位差

频率谱校正法对FFT频谱和apFFT频谱做了校正，以提高余数估计精度。为多普勒偏移的估计结果，β₂是相对误差，得到如下表2所示的多普勒偏移估计统计结果：

表2频谱校正后多普勒偏移测量结果统计

从表2中可以看出，经过相位差频率谱校正法谱校正后的各路余数信息可精确到小数位，从而提高了CRT所需的余数精度，基于此可获得更高精度的多普勒偏移估计值从表2可看出，估计的相对误差β₂处于10^-16数量级甚至更小，对应的绝对误差最多为10^-15m数量级。

比较表1中的未引入频谱校正的多普勒偏移估计相对误差β₁和表2中引入频谱校正的多普勒偏移估计相对误差β₂的实验数据，可以发现：对于表1的对各路频率估计值不做校正的情况，多普勒偏移的测量结果存在一定的误差，其相对测量误差β₁约处于10^-3数量级，对应的绝对测量误差不超过0.01m。但是对于表2的对各路频率估计值用相位差频率谱校正法做校正的情况，其相对测量误差β₂处于10^-16数量级，即频率估计精度普遍至少提高13个数量级，对应的绝对测量误差仅为约10^-15m数量级。

因此，相位差频率谱校正法是测量精度提高的根本措施。

(3)同一噪声条件下，不同测量多普勒偏移对象情况

实验3仍采用实验1的测量信号和参数，本情况区别仅在于测量噪声条件，实验1为无噪情况，本实验选取高斯白噪声，其信噪比(Signal to Noise Ratio，SNR)环境设为SNR＝15dB。按照图1所示的结合谱校正与CRT的多普勒偏移测量流程，可以得到如下表3所示的多普勒偏移统计结果：

表3加噪声情况下的多普勒偏移测量相对误差结果统计

从表3可以看出，在噪声环境下，本发明所提出的多普勒偏移测量方法也可以比较准确地计算出移动目标的多普勒偏移信息，其相对测量误差β_noise约处于10^-5数量级，对应的绝对测量误差不超过10^-4m数量级，其误差很小。精度比未经校正的情况至少提高两个数量级。

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[21]G.Li,H.Meng,X.-G.Xia,and Y.-N.Peng,“Range and velocity estimationof moving targets using multiple stepped-frequency pulse trains,”Sensors,vol.8,pp.1343–1350,2008.

[22]G.Li,J.Xu,Y.-N.Peng,and X.-G.Xia,“Location and imaging of movingtargets using non-uniform linear antenna array,”IEEETrans.Aerosp.Electron.Syst.,vol.43,no.3,pp.1214–1220,Jul.2007.

[23]X.W.Li and X.-G.Xia,“Multiple-frequency interferomentric velocitySAR location and imaging of elevated moving target,”inProc.Int.Conf.Acoustics,Speech,Signal Processing(IEEE ICASSP),Dallas,TX,Mar.2010,pp.2810–2813.

[24]Wang,W.and X.-G.Xia(2010)."A closed-form robust Chinese remaindertheorem and its performance analysis."Signal Processing,IEEE Transactions on58(11):5655-5666.

[25]王兆华，黄翔东.数字信号全相位谱分析与滤波技术[M].北京：电子工业出版社,2009,ISSN：9787121081330.

本发明实施例对各器件的型号除做特殊说明的以外，其他器件的型号不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种多普勒偏移测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

用本地L路不同低频频段的接收天线阵列对同一移动目标做探测，接收得到L路SAR信号，并存储；

对L路SAR信号分别进行快速傅里叶变换以及汉宁双窗全相位快速傅里叶变换，分别得到幅度谱和相位谱；

对峰值位置用相位差频率校正法进行谱校正，得到校正之后的峰值位置估计，进而求出余数信息；

利用各路谱校正得到的余数信息，按照闭合解析形式的中国余数定理对这些余数处理，以重构出目标信号的多普勒偏移估计；

其中，所述对峰值位置用相位差频率校正法进行谱校正，得到校正之后的峰值位置估计，进而求出余数信息的操作具体为：

1)找出F_ai(k)和F_i(k)的峰值谱位置k＝k^*，分别找出峰值谱位置的相位信息和并计算差值，

2)根据求取偏差因子△k，其中，

N为快速傅里叶变换点数；

3)根据偏差因子△k进行频率校正，具体为

若峰值谱线处于k＝k^*的位置上，λ为发射波波长，则校正后的余数信息估计值为

$\hat{R}=(k^{*}+\mathrm{\&Delta;}k)G\mathrm{\&lambda;}$

其中，G为正整数。

2.一种实施权利要求1所述测量方法的多普勒偏移测量装置，所述装置包括：雷达、DSP器件、驱动及其显示模块，其特征在于，所述雷达对待测目标进行探测，得到L路SAR值{s_i(n)}，n＝1,2,…,N，i＝1,…,L；分别以并行数字输入的形式进入所述DSP器件，经过所述DSP器件的处理，得到待测移动目标的多普勒偏移估计；最后借助所述驱动及其显示模块显示出多普勒偏移值。