CN108008377A - 一种基于多载频的低重频精确测速方法 - Google Patents

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闫雅琼
汤斌
陈文东
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    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/581—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of interrupted pulse modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets
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Abstract

本发明公开了一种基于多载频的低重频精确测速方法。本发明方法首先构建基于多载频的低重频精确测速系统系统，所构建的系统包括：模糊多普勒频率获取模块、信号处理模块和目标径向速度解算模块，通过模糊多普勒频率获取模块获取各个载频的模糊多普勒频率，信号处理模块对模糊多普勒频率进行差分处理，目标径向速度解算模块解算目标的径向速度。本发明方法能够在低重频系统中回波多普勒频率存在严重模糊的情况下，利用多载频的多普勒频差和雷达与目标径向速度的线性关系，解算雷达指向目标的径向速度，测速精度高。

Description

一种基于多载频的低重频精确测速方法
技术领域
本发明涉及一种精确测速方法，特别是一种基于多载频的低重频精确测速方法。
背景技术
低重频雷达无模糊测距范围大，但存在严重的测速模糊问题。固定点频脉冲雷达的脉冲重复频率限制了多普勒频率测量不模糊范围，低重频时受模糊影响不能精确测量径向速度。
现有的依据多普勒的测速方法依据回波的多普勒频率与径向速度和发射信号波长的关系,根据回波的多普勒频率推算径向速度，但是此方法必须满足多普勒测量不模糊，即重频高于多普勒带宽，因此在许多低重频系统中无法适用。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于多载频的低重频精确测速方法，解决现有测速方法在低重频条件下出现模糊的问题。
一种基于多载频的低重频精确测速方法的具体步骤为：
第一步 搭建基于多载频的低重频精确测速系统
基于多载频的低重频精确测速系统系统，包括：模糊多普勒频率获取模块、信号处理模块和目标径向速度解算模块。所述：
模糊多普勒频率获取模块的功能为：获取各个载频的模糊多普勒频率；
信号处理模块的功能为：对模糊多普勒频率进行差分处理；
目标径向速度解算模块的功能为：解算目标的径向速度。
第二步 模糊多普勒频率获取模块获取各个载频的模糊多普勒频率
脉冲雷达系统按照一定的时序依次发射载频为、…的信号，模糊多普勒频率获取模块按照脉冲雷达系统发射载频的时序依次接收各个载频回波信号，并分别进行相参积累，从相参积累的结果直接提取各个载频的模糊多普勒频率,，…，：
（1）
其中为弹目连线矢量与速度矢量的夹角，相参积累周期内角不变；为载频捷变系统的第一载频；c为光速；为相邻载频的频率间隔，系统载频均匀跳变，间隔均为；N为系统跳频点个数；为雷达速度。
第三步 信号处理模块对模糊多普勒频率进行差分处理
信号处理模块对N个模糊多普勒频率分别进行差分处理，获得对应的模糊多普勒频差：
（2）
第四步 目标径向速度解算模块解算目标的径向速度
目标径向速度解算模块根据模糊多普勒频差计算目标径向速度：
（3）
至此，实现了基于多载频的低重频精确测速。
本发明在低重频系统中回波多普勒频率存在严重模糊的情况下，利用多载频的多普勒频差和雷达与目标径向速度的线性关系，解算雷达指向目标的径向速度。该方法经过理论推导和仿真验证，可精确测速，为后续跟踪定位等应用提供指导。
具体实施方式
一种基于多载频的低重频精确测速方法的具体步骤为：
第一步 搭建基于多载频的低重频精确测速系统
基于多载频的低重频精确测速系统系统，包括：模糊多普勒频率获取模块、信号处理模块和目标径向速度解算模块。所述：
模糊多普勒频率获取模块的功能为：获取各个载频的模糊多普勒频率；
信号处理模块的功能为：对模糊多普勒频率进行差分处理；
目标径向速度解算模块的功能为：解算目标的径向速度。
第二步 模糊多普勒频率获取模块获取各个载频的模糊多普勒频率
脉冲雷达系统按照一定的时序依次发射载频为、…的信号，模糊多普勒频率获取模块按照系统发射载频的时序依次接收各个载频回波信号，并分别进行相参积累，从相参积累的结果直接提取各个载频的模糊多普勒频率,，…，：
（1）
其中为弹目连线矢量与速度矢量的夹角，相参积累周期内角不变；为载频捷变系统的第一载频；c为光速；为相邻载频的频率间隔，系统载频均匀跳变，间隔均为；N为系统跳频点个数；为雷达速度。
第三步 信号处理模块对模糊多普勒频率进行差分处理
信号处理模块对N个模糊多普勒频率分别进行差分处理，获得对应的模糊多普勒频差：
（2）
第四步 目标径向速度解算模块解算目标的径向速度
目标径向速度解算模块根据模糊多普勒频差计算目标径向速度：
（3）
至此，实现了基于多载频的低重频精确测速。

Claims (1)

1.一种基于多载频的低重频精确测速方法，其特征在于具体步骤为：
第一步 搭建基于多载频的低重频精确测速系统
基于多载频的低重频精确测速系统系统，包括：模糊多普勒频率获取模块、信号处理模块和目标径向速度解算模块；所述：
模糊多普勒频率获取模块的功能为：获取各个载频的模糊多普勒频率；
信号处理模块的功能为：对模糊多普勒频率进行差分处理；
目标径向速度解算模块的功能为：解算目标的径向速度；
第二步 模糊多普勒频率获取模块获取各个载频的模糊多普勒频率
脉冲雷达系统按照一定的时序依次发射载频为、…的信号，模糊多普勒频率获取模块按照脉冲雷达系统发射载频的时序依次接收各个载频回波信号，并分别进行相参积累，从相参积累的结果直接提取各个载频的模糊多普勒频率,，…，：
（1）
其中为弹目连线矢量与速度矢量的夹角，相参积累周期内角不变；为载频捷变系统的第一载频；c为光速；为相邻载频的频率间隔，系统载频均匀跳变，间隔均为；N为系统跳频点个数；为雷达速度；
第三步 信号处理模块对模糊多普勒频率进行差分处理
信号处理模块对N个模糊多普勒频率分别进行差分处理，获得对应的模糊多普勒频差：
（2）
第四步 目标径向速度解算模块解算目标的径向速度
目标径向速度解算模块根据模糊多普勒频差计算目标径向速度：
（3）
至此，实现了基于多载频的低重频精确测速。
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