CN111781574B - 基于子空间正交投影的捷变频雷达目标参数估计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种基于子空间正交投影的捷变频雷达目标参数估计方法，主要解决现有技术计算复杂、运算量大和分辨率低的问题。实现方案是：接收捷变频雷达回波信号；通过数字下变频，获得捷变频雷达基带回波信号矩阵；通过脉冲压缩，获得捷变频雷达脉冲压缩后的回波信号矩阵；通过捷变频雷达距离分辨率和捷变频雷达回波信号的跳变载频，构建雷达回波信号基矩阵；利用子空间正交投影算法得到雷达回波信号基矩阵在噪声子空间中的投影矩阵；利用噪声子空间的投影矩阵获得目标的准确位置。本发明采用的子空间正交投影算法能够准确估计目标的位置，分辨率高、复杂度低、易于工程化应用，可应用于雷达目标的检测。

Description

基于子空间正交投影的捷变频雷达目标参数估计方法
技术领域
本发明属于雷达信号处理技术领域，特别涉及雷达信号处理中的目标参数估计，具体是一种基于子空间正交投影的捷变频雷达目标参数估计方法，可应用于雷达目标 的检测。
背景技术
随着电子信息技术的发展，雷达系统在战场上面临的电磁干扰环境日趋复杂，捷变频雷达通过发射载频随机跳变的线性调频信号，可以有效的对抗窄带瞄准式干扰和 欺骗式干扰，提升了雷达系统在复杂战场环境下的生存能力，成为雷达抗干扰最重要 的技术措施之一。但是，由于捷变频雷达载频的随机跳变导致传统的相参积累技术无 法准确估计目标参数。因此，捷变频雷达目标参数估计成为重要的研究问题之一。针 对捷变频雷达目标参数估计方法，目前已有的研究主要有：
西安电子科技大学在其申请的专利文献“基于非参数迭代自适应的捷变频雷达目标重构方法”(申请号201911100821.1，申请公开号CN 110954883 A)中公开了一种 基于非参数迭代自适应的捷变频雷达目标重构方法。该方法通过构建观测矩阵并将其 类比到阵列流形矩阵之后，将非参数迭代自适应算法引入捷变频雷达信号的压缩感知 求解过程，实现了无需稀疏度等额外参数条件下目标的准确重构。该方法存在的不足 之处是，非参数迭代自适应算法的计算复杂、运算量大，导致工程化应用不易实现。
中国人民解放军国防科学技术大学在其申请的专利文献“脉冲压缩捷变频雷达的动目标检测方法”(申请号201710152372.X，申请公开号CN 106646446 A)中公开 了一种脉冲压缩捷变频雷达的动目标检测方法，该方法首先对快-慢时间域回波矩阵 快时间域内的每一个回波脉冲均进行匹配滤波，然后对匹配滤波后的快-慢时间域回 波矩阵中慢时间域内的每一个脉冲数据列均进行快速傅里叶变换，从而实现脉冲间的 相参积累，完成对动目标的检测。该方法存在的不足之处是，在快时间域内仅进行了 匹配滤波，未在距离向上合成高分辨距离单元，导致距离向上的分辨力低。
从现有的技术和披露出的信息可以看出，现有的捷变频雷达参数估计方法存在计算复杂，运算量大，工程化不易实现，距离向分辨力低的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种运算简单，易于工程化实现，分辨率高的基于子空间正交投影的捷变频雷达目标参数估计方法。
本发明是一种基于子空间正交投影的捷变频雷达目标参数估计方法，其特征在于，包括有如下步骤：
(1)接收捷变频雷达回波信号
Figure BDA0002581991350000021
捷变频雷达发射脉冲间载频随机跳变的线性调频信号，通过雷达接收机接收含有目标信息的回波信号
Figure BDA0002581991350000022
(2)获得捷变频雷达基带回波信号矩阵
Figure BDA0002581991350000023
(2a)将接收到的雷达回波信号
Figure BDA0002581991350000024
与对应发射的线性调频信号的复共轭相乘，得到基带回波信号；
(2b)将一个相干处理间隔内获得的基带回波信号，按照接收到的雷达回波信号的顺序依次排列，得到基带回波信号矩阵
Figure BDA0002581991350000025
(3)获得捷变频雷达脉冲压缩后的回波信号矩阵：将基带回波信号矩阵
Figure BDA0002581991350000026
与雷达基带发射信号的复共轭卷积相乘，得到脉冲压缩后的回波信号矩阵
Figure BDA0002581991350000027
(4)构建雷达回波信号基矩阵Φ：根据捷变频雷达回波信号的参数计算捷变频 雷达距离分辨率Δr：
Figure BDA0002581991350000028
其中，Δr表示捷变频雷达距离分辨力，c表示光速，N表示雷达发射信号总跳 频个数，Δf表示雷达发射信号的最小跳频间隔；
通过捷变频雷达距离分辨率Δr和捷变频雷达回波信号的跳变载频构建雷达回波信号基矩阵Φ；
(5)利用子空间正交投影得到雷达回波信号基矩阵Φ在噪声子空间中的投影矩阵η：利用脉冲压缩后的信号矩阵
Figure BDA0002581991350000029
得到协方差矩阵V，将协方差矩阵V进行 特征值分解，排序后，张成两个相互正交的子空间，利用子空间与雷达回波信号基矩 阵Φ得到投影矩阵η；
(5a)对脉冲压缩后的回波信号矩阵
Figure BDA0002581991350000031
共轭转置，将共轭转置后的矩阵与 脉冲压缩后的信号矩阵相乘，得到脉冲压缩后的信号矩阵的协方差矩阵V；
(5b)对脉冲压缩后的信号矩阵的协方差矩阵V进行特征值分解；
(5c)将分解后的特征值从小到大依次排序，选取最大特征值对应的特征向量， 张成信号子空间Sm，剩余特征值对应的特征向量张成噪声子空间Sn；
(5d)将噪声子空间Sn共轭转置与雷达回波信号基矩阵Φ相乘，得到雷达回波 信号基矩阵Φ在噪声子空间中的投影矩阵η；
(6)获得目标的位置：对噪声子空间中的投影矩阵η共轭转置，将共轭转置后 的投影矩阵与噪声子空间中的投影矩阵相乘，将相乘结果取倒数，得到雷达回波数据 的高分辨距离像P，比较其中各点幅值，幅值最大点对应的横坐标即为目标所在位置。
本发明解决了捷变频雷达在目标参数估计时计算复杂度高、分辨力低的问题。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
提高了目标检测效率，易于工程化实现：本发明用特征值分解将脉冲压缩后的信号矩阵的协方差矩阵进行分解，获得两个相互正交的子空间，再将雷达回波信号基矩 阵投影到子空间中，实现了捷变频雷达目标参数的估计，与现有技术相比，省去了反 复迭代的运算过程，极大简化了运算步骤，使得本发明有效的降低了计算复杂度，提 升了捷变频雷达目标检测效率且易于工程化实现。
提高了目标检测分辨力：本发明所构建的雷达回波信号基矩阵中的距离分辨力与雷达发射信号的总跳频个数成反比，使得本发明具有很高的分辨力和估计精度，提高 了捷变频雷达目标检测的分辨力。
附图说明
图1是本发明的实现流程图；
图2是用本发明对雷达目标参数估计的仿真结果图；
图3是本发明与现有技术运算消耗时间对比曲线图。
具体实施方案
以下结合附图和实施例对本发明详细描述。
实施例1
传统雷达通过发射载频固定的线性调频信号来对目标进行探测，但随着战场电磁环境的日趋复杂，传统雷达在战场上的生存能力大大降低，捷变频雷达通过载频的随 机跳变，可有效对抗窄带瞄准式干扰和欺骗式干扰。但是，由于捷变频雷达载频的随 机跳变导致传统的相参积累技术无法准确估计目标参数。为此，现有技术提出了许多 目标参数估计方法，但现有技术中仍存在计算复杂，运算量大，工程化不易实现，距 离向分辨力低的问题。针对上述问题，本发明经过研究提出了一种基于子空间正交投 影的捷变频雷达目标参数估计方法，解决了捷变频雷达在目标参数估计时计算复杂度 高、分辨力低的问题。
本发明是一种基于子空间正交投影的捷变频雷达目标参数估计方法，参见图1，包括有如下步骤：
(1)接收捷变频雷达回波信号
Figure BDA0002581991350000041
捷变频雷达在一个相干处理间隔中共发射Q个脉冲间载频随机跳变的线性调频信号，捷变频雷达发射信号经过目标反射后， 通过雷达接收机接收含有目标信息的回波信号
Figure BDA0002581991350000042
(2)采用数字下变频获得捷变频雷达基带回波信号矩阵
Figure BDA0002581991350000043
(2a)将接收到的雷达回波信号
Figure BDA0002581991350000044
与对应发射的线性调频信号的复共轭相乘，对雷达回波信号进行数字下变频处理，得到基带回波信号。
(2b)将一个相干处理间隔内获得的基带回波信号，按照接收到的雷达回波信号的顺序依次排列，得到基带回波信号矩阵
Figure BDA0002581991350000045
(3)获得捷变频雷达脉冲压缩后的回波信号矩阵：将基带回波信号矩阵
Figure BDA0002581991350000046
与雷达基带发射信号的复共轭卷积相乘，得到脉冲压缩后的回波信号矩阵
Figure BDA0002581991350000047
(4)构建雷达回波信号基矩阵Φ：根据捷变频雷达回波信号的参数计算捷变频 雷达距离分辨力Δr：
Figure BDA0002581991350000048
其中，Δr表示捷变频雷达距离分辨力，c表示光速，N表示雷达发射信号总跳 频个数，Δf表示雷达发射信号的最小跳频间隔。由上式可看出雷达发射信号总跳频 个数N和捷变频雷达距离分辨力Δr成反比。因此，本发明中提高雷达发射信号总跳 频个数N可有效提高距离向分辨力，但是考虑到实际应用中，N的个数还受到捷变 频雷达其他参数的限制，N也不能随意增大，在设计中需要兼顾考虑。
通过捷变频雷达距离分辨力Δr和捷变频雷达回波信号的跳变载频构建雷达回波信号基矩阵Φ，矩阵维度由雷达发射信号的载频跳变序列和雷达发射信号的总跳频个 数确定。
(5)利用子空间正交投影得到雷达回波信号基矩阵Φ在噪声子空间中的投影矩阵η：利用脉冲压缩后的信号矩阵
Figure BDA0002581991350000051
通过计算得到协方差矩阵V，将协方差矩 阵V进行特征值分解，排序后，张成两个相互正交的子空间，利用子空间与雷达回波 信号基矩阵Φ得到投影矩阵η。
(5a)对脉冲压缩后的回波信号矩阵
Figure BDA0002581991350000052
共轭转置，将共轭转置后的矩阵与 脉冲压缩后的信号矩阵相乘，得到脉冲压缩后的信号矩阵的协方差矩阵V。
(5b)对脉冲压缩后的信号矩阵的协方差矩阵V进行特征值分解。
(5c)将分解后的特征值从小到大依次排序，选取最大特征值对应的特征向量， 张成信号子空间Sm，剩余特征值对应的特征向量张成噪声子空间Sn。
(5d)将噪声子空间Sn共轭转置与雷达回波信号基矩阵Φ相乘，得到雷达回波 信号基矩阵Φ在噪声子空间中的投影矩阵η。
(6)获得目标的位置：对噪声子空间中的投影矩阵η共轭转置，将共轭转置后 的投影矩阵与噪声子空间中的投影矩阵相乘，将相乘结果取倒数，得到雷达回波数据 的高分辨距离像P，比较其中各点幅值，幅值最大点对应的横坐标即为目标所在位置。
现有的捷变频雷达参数估计方法存在计算复杂，运算量大，工程化不易实现，距离向分辨力低的问题。本发明针对现有技术的不足，对捷变频雷达目标参数估计方法 进行了进一步改进。
本发明的思路是，首先，雷达接收机将接收到的雷达回波信号经过数字下变频及脉压处理。然后，构建雷达回波信号基矩阵，利用子空间正交投影算法，将雷达回波 信号基矩阵投影到脉冲压缩后的信号矩阵的协方差矩阵所张成的噪声子空间中，得到 投影矩阵。最后，利用投影矩阵获得目标的位置。
通过本发明所提出的基于子空间正交投影的捷变频雷达目标参数估计方法，有效的降低了计算复杂度，易于工程化实现，提高了距离向分辨力。
实施例2
基于子空间正交投影的捷变频雷达目标参数估计方法同实施例1，步骤(4)中 所述的构建雷达回波信号基矩阵Φ为：
Figure BDA0002581991350000061
其中，Φ表示构建的雷达回波信号基矩阵，exp表示以自然常数为底的指数操作，j表示-1的算术平方根，Q表示接收的脉冲个数，f1，f2，…，fQ分别表示不同雷 达回波信号的载频，Δr表示捷变频雷达距离分辨率，c表示光速，N表示雷达发射 信号的总跳频个数。
本发明所构建的雷达回波信号基矩阵中的距离向分辨力和雷达发射信号的总跳频个数成反比，雷达发射信号的总调频个数N越大，捷变频雷达距离向分辨力越高， 与现有技术相比，本发明具有距离向分辨力高的优点。
实施例3
基于子空间正交投影的捷变频雷达目标参数估计方法同实施例1-2，步骤(5d) 中所述的得到投影矩阵η，其中雷达回波信号基矩阵在噪声子空间中的投影公式如 下：
η＝Sn H×Φ
其中，η表示雷达回波信号基矩阵在噪声子空间中的投影矩阵，Sn表示噪声子空间，上标H表示共轭转置，Φ表示雷达回波信号基矩阵。
本发明采用子空间正交投影的方法，将脉冲压缩后的回波信号矩阵的协方差矩阵进行特征值分解，得到与回波信号矩阵相对应的信号子空间和噪声子空间，然后，获 得雷达回波信号基矩阵在噪声子空间中的投影，相比于现有技术，本发明没有重复迭 代运算，计算量小，易于工程化实现。
实施例4
基于子空间正交投影的捷变频雷达目标参数估计方法同实施例1-3，步骤(6)中所述的雷达回波数据的高分辨距离像计算公式如下：
Figure BDA0002581991350000071
其中，P表示雷达回波数据的高分辨距离像，η表示雷达回波信号基矩阵在噪声 子空间中的投影矩阵，H表示共轭转置。
本发明将投影矩阵η的共轭转置与投影矩阵η相乘，将相乘结果取倒数，直接求 出雷达回波数据的高分辨距离像，进而获得目标的位置，具有运算简单，计算量小的 优点。
下面给出一个更加详细的例子，对本发明进一步说明
实施例5
基于子空间正交投影的捷变频雷达目标参数估计方法同实施例1-4，
参照图1，本发明的实现步骤如下：
步骤1：接收捷变频雷达回波信号：
捷变频雷达发射脉冲间载频随机跳变的线性调频信号，通过雷达接收机接收含有目标信息的回波信号，捷变频雷达第Q个发射信号的载频为fQ＝fc+α(Q)Δf，其中， Q表示发射的脉冲个数,fQ表示捷变频雷达第Q个发射信号的载频，fc表示捷变频雷 达发射信号的初始载频，α(Q)表示捷变频雷达第Q发射信号的调制码字，Δf表示跳 频间隔。假设观测场景中目标的径向距离为R，径向速度为v，则捷变频雷达的回波 信号为：
Figure BDA0002581991350000081
其中，
Figure BDA0002581991350000082
表示捷变频雷达回波信号，
Figure BDA0002581991350000083
表示矩形窗函数，Q表示发射的脉冲个数，σ0表示散射系数，
Figure BDA0002581991350000084
表示快时间，tQ表示慢时间，Tp表 示脉冲宽度，γ表示调频斜率，j表示-1的算术平方根，exp表示以自然常数为底的 指数操作，fQ表示捷变频雷达第Q个雷达回波信号的载频，τQ表示捷变频雷达接收 第Q个回波信号中目标相对于雷达发射信号的延时。
步骤2：获得捷变频雷达基带回波信号矩阵：
将接收到的每个雷达回波信号与对应发射的线性调频信号的复共轭相乘，得到基带回波信号。
将一个相干处理间隔内获得的基带回波信号，按照接收到的雷达回波信号的顺序依次排列，得到基带回波信号矩阵，其中，基带回波信号矩阵表示为：
Figure BDA0002581991350000085
其中，
Figure BDA0002581991350000086
表示捷变频雷达基带回波信号，Q表示发射的脉冲个数，σ0表示 散射系数，
Figure BDA0002581991350000087
表示快时间，τQ表示捷变频雷达接收第Q个回波信号中目标相对于雷达 发射信号的延时，
Figure BDA0002581991350000088
表示矩形窗函数，Tp表示脉冲宽度，γ表示 调频斜率，j表示-1的算术平方根，exp表示以自然常数为底的指数操作，fQ表示捷 变频雷达第Q个雷达回波信号的载频。
步骤3：获得捷变频雷达脉冲压缩后的回波信号矩阵：
将基带回波信号矩阵与雷达发射信号的复共轭卷积相乘，得到脉冲压缩后的回波信号矩阵，其中，脉冲压缩后的回波信号矩阵表示为：
Figure BDA0002581991350000091
其中，
Figure RE-GDA0002622858550000092
表示脉冲压缩后的回波信号矩阵，Q表示发射的脉冲个数，A表 示目标回波信号脉冲压缩后的幅值，sinc(·)表示辛格函数，B表示捷变频雷达发射 带宽，
Figure RE-GDA0002622858550000093
表示快时间，τQ表示捷变频雷达接收第Q个回波信号中目标相对于雷达发射 信号的延时，j表示-1的算术平方根，exp表示以自然常数为底的指数操作，fQ表示 捷变频雷达第Q个雷达回波信号的载频。
步骤4：构建雷达回波信号基矩阵Φ：根据捷变频雷达回波信号的参数计算捷变频雷达距离分辨力Δr：
Figure BDA0002581991350000094
其中，Δr表示捷变频雷达距离分辨力，c表示光速，N表示雷达发射信号总跳 频个数，Δf表示雷达发射信号的最小跳频间隔。
通过捷变频雷达距离分辨力Δr和捷变频雷达回波信号的跳变载频构建雷达回波信号基矩阵Φ，表示为：
Figure BDA0002581991350000095
其中，Φ表示雷达回波信号基矩阵，exp表示以自然常数为底的指数操作，j表 示-1的算术平方根，Q表示接收的脉冲个数，f1，f2，…，fQ分别表示不同雷达回 波信号的载频，Δr表示捷变频雷达距离分辨力，c表示光速，N表示跳频总个数。
步骤5：利用子空间正交投影得到雷达回波信号基矩阵Φ在噪声子空间中的投影矩阵η：利用脉冲压缩后的信号矩阵
Figure BDA0002581991350000096
得到协方差矩阵V，将协方差矩阵V进 行特征值分解，排序后，张成两个相互正交的子空间，利用子空间与雷达回波信号基 矩阵Φ得到投影矩阵η。
5.1)对脉冲压缩后的回波信号矩阵
Figure BDA0002581991350000101
共轭转置，将共轭转置后的矩阵与脉冲压缩后的信号矩阵相乘，得到脉冲压缩后的信号矩阵的协方差矩阵V。
5.2)对脉冲压缩后的信号矩阵的协方差矩阵V进行特征值分解。
5.3)将分解后的特征值从小到大依次排序，选取最大特征值对应的特征向量， 张成信号子空间Sm，剩余特征值对应的特征向量张成噪声子空间Sn。
5.4)得到投影矩阵η：将噪声子空间Sn共轭转置后与雷达回波信号基矩阵Φ相乘，用雷达回波信号基矩阵在噪声子空间中的投影公式计算得到雷达回波信号基矩阵 Φ在噪声子空间中的投影矩阵η，所述投影公式如下：
η＝Sn H×Φ
其中，η表示雷达回波信号基矩阵在噪声子空间中的投影矩阵，Sn表示噪声子空间，上标H表示共轭转置，Φ表示雷达回波信号基矩阵。
步骤6：获得目标的位置：对噪声子空间中的投影矩阵η共轭转置，将共轭转置 后的投影矩阵与噪声子空间中的投影矩阵相乘，将相乘结果取倒数，用雷达回波数据 的高分辨距离像计算公式计算得到雷达回波数据的高分辨距离像P；比较其中各点幅 值，幅值最大点对应的横坐标即为目标所在位置，所述高分辨距离像计算公式如下：
Figure BDA0002581991350000102
其中，P表示雷达回波数据的高分辨距离像，η表示雷达回波信号基矩阵 在噪声子空间中的投影矩阵，H表示共轭转置。
本发明提出的基于子空间正交投影的捷变频雷达目标参数估计方法，能够 准确估计目标的位置，分辨率高、复杂度低、易于工程化应用，可应用于雷达 目标的检测。
下面通过仿真实验对本发明的效果进一步说明。
实施例6
基于子空间正交投影的捷变频雷达目标参数估计方法同实施例1-5，
仿真参数
仿真参数如表1所示：
表1本发明的仿真参数
参数符号 参数描述 单位 数值
f<sub>c</sub> 载频起点 GHz 10
Δf 跳频间隔 MHz 20
B 带宽 MHz 24
T<sub>p</sub> 脉冲宽度 μs 4
T<sub>r</sub> 脉冲重复周期 s 4×10<sup>-5</sup>
F<sub>s</sub> 采样频率 MHz 48
R<sub>0</sub> 目标与雷达距离 m 4010
N 总跳频个数 个 128
Q 接收的脉冲个数 个 64
仿真内容
在上述仿真参数下，采用本发明基于子空间正交投影的捷变频雷达目标参数估计方法，对捷变频雷达目标的参数估计进行仿真，实际应用中使用上述具体参数，可使 目标被正确探测与识别。
仿真结果与分析
仿真结果如图2所示，图2表示目标的一维距离像，图2中的横坐标表示距离取 值，纵坐标表示幅度取值。从图2中可见，采用本发明提出的方法目标在距离4010m 处出现峰值，目标距离仿真结果与真实目标距离R0一致，目标被正确地检测。
实施例7
基于子空间正交投影的捷变频雷达目标参数估计方法同实施例1-5，仿真参数与内容同实施例5，
仿真结果与分析
参见图3，图3是本发明与现有技术运算消耗时间对比曲线图，图3表示本发明 提出的方法与现有技术中利用非参数迭代自适应算法运算消耗时间对比图，图3中横 坐标表示目标的个数，纵坐标表示运算消耗的时间，带有小方块的曲线表示现有技术 运算消耗时间，带有实心圆点的曲线表示本发明运算消耗时间。从图3中可见，当观 测场景中只有1个目标时，本发明运算消耗时间小于现有技术运算消耗时间，随着目 标个数的增加，两者运算消耗时间均增加，但本发明运算消耗时间增加较少，当目标 个数越多时，本发明具有明显的优越性。可见，采用本发明提出的方法较大幅度的减 少了运算时间，同时也提高了目标检测效率。
以上仿真实验验证了本发明的正确性、有效性和可靠性。
综上所述，本发明提出的基于子空间正交投影的捷变频雷达目标参数估计方法，主要解决现有技术计算复杂、运算量大和分辨率低的问题。实现方案是：接收捷变频 雷达回波信号；通过数字下变频，获得捷变频雷达基带回波信号矩阵；通过脉冲压缩， 获得捷变频雷达脉冲压缩后的回波信号矩阵；通过捷变频雷达距离分辨率和捷变频雷 达回波信号的跳变载频，构建雷达回波信号基矩阵；利用子空间正交投影算法得到雷 达回波信号基矩阵在噪声子空间中的投影矩阵；利用噪声子空间的投影矩阵获得目标 的准确位置。本发明采用的子空间正交投影算法能够准确估计目标的位置，分辨率高、 复杂度低、易于工程化应用，可应用于雷达目标的检测。
以上描述仅是本发明的一个具体实例，并未构成对本发明的任何限制，显然对于本领域的专业人员来说，在了解了本发明内容和原理之后，都可能在不背离本发明原 理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修改和改变，但是这些基于本发明思想 的修正和改变仍在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于子空间正交投影的捷变频雷达目标参数估计方法，其特征在于，包括有如下步骤：
(1)接收捷变频雷达回波信号
Figure FDA0003534198060000011
捷变频雷达发射脉冲间载频随机跳变的线性调频信号，通过雷达接收机接收含有目标信息的回波信号
Figure FDA0003534198060000012
Figure FDA0003534198060000013
表示快时间，tQ表示慢时间；
(2)获得捷变频雷达基带回波信号矩阵
Figure FDA0003534198060000014
(2a)将接收到的雷达回波信号
Figure FDA0003534198060000015
与对应发射的线性调频信号的复共轭相乘，得到基带回波信号；
(2b)将一个相干处理间隔内获得的基带回波信号，按照接收到的雷达回波信号的顺序依次排列，得到基带回波信号矩阵
Figure FDA0003534198060000016
(3)获得捷变频雷达脉冲压缩后的回波信号矩阵：将基带回波信号矩阵
Figure FDA0003534198060000017
与雷达基带发射信号的复共轭卷积相乘，得到脉冲压缩后的回波信号矩阵
Figure FDA0003534198060000018
(4)构建雷达回波信号基矩阵Φ：根据捷变频雷达回波信号的参数计算捷变频雷达距离分辨力Δr：
Figure FDA0003534198060000019
其中，Δr表示捷变频雷达距离分辨力，c表示光速，N表示雷达发射信号总跳频个数，Δf表示雷达发射信号的最小跳频间隔；
通过捷变频雷达距离分辨力Δr和捷变频雷达回波信号的跳变载频构建雷达回波信号基矩阵Φ；
(5)利用子空间正交投影得到雷达回波信号基矩阵Φ在噪声子空间中的投影矩阵η：利用脉冲压缩后的回波信号矩阵
Figure FDA00035341980600000110
得到协方差矩阵V，将协方差矩阵V进行特征值分解，排序后，张成两个相互正交的子空间，利用子空间与雷达回波信号基矩阵Φ得到投影矩阵η；
(5a)对脉冲压缩后的回波信号矩阵
Figure FDA0003534198060000021
共轭转置，将共轭转置后的矩阵与脉冲压缩后的回波信号矩阵相乘，得到脉冲压缩后的回波信号矩阵的协方差矩阵V；
(5b)对脉冲压缩后的回波信号矩阵的协方差矩阵V进行特征值分解；
(5c)将分解后的特征值从小到大依次排序，选取最大特征值对应的特征向量，张成信号子空间Sm，剩余特征值对应的特征向量张成噪声子空间Sn；
(5d)得到投影矩阵η：将噪声子空间Sn共轭转置后与雷达回波信号基矩阵Φ相乘，用雷达回波信号基矩阵在噪声子空间中的投影公式计算得到雷达回波信号基矩阵Φ在噪声子空间中的投影矩阵η；
(6)获得目标的位置：对噪声子空间中的投影矩阵η共轭转置，将共轭转置后的投影矩阵与噪声子空间中的投影矩阵相乘，将相乘结果取倒数，用雷达回波数据的高分辨距离像计算公式计算得到雷达回波数据的高分辨距离像P；比较其中各点幅值，幅值最大点对应的横坐标即为目标所在位置。
2.根据权利要求1所述的基于子空间正交投影的捷变频雷达目标参数估计方法，其特征在于，步骤(4)中所述的构建雷达回波信号基矩阵Φ为：
Figure FDA0003534198060000022
其中，Φ表示构建的雷达回波信号基矩阵，exp表示以自然常数为底的指数操作，j表示-1的算术平方根，Q表示接收的脉冲个数，f1，f2，…，fQ分别表示不同雷达回波信号的载频，Δr表示捷变频雷达距离分辨力，c表示光速，N表示雷达发射信号的总跳频个数。
3.根据权利要求1所述的基于子空间正交投影的捷变频雷达目标参数估计方法，其特征在于，步骤(5d)中所述的得到投影矩阵η，其中雷达回波信号基矩阵在噪声子空间中的投影公式如下：
η＝Sn H×Φ
其中，η表示雷达回波信号基矩阵在噪声子空间中的投影矩阵，Sn表示噪声子空间，上标H表示共轭转置，Φ表示雷达回波信号基矩阵。
4.根据权利要求1所述的基于子空间正交投影的捷变频雷达目标参数估计方法，其特征在于，步骤(6)中所述的雷达回波数据的高分辨距离像计算公式如下：
Figure FDA0003534198060000031
其中，P表示雷达回波数据的高分辨距离像，η表示雷达回波信号基矩阵在噪声子空间中的投影矩阵，H表示共轭转置。
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