ES2689937T3 - Compensación de movimiento de un perfil de distancia de radar de pulsos - Google Patents

Compensación de movimiento de un perfil de distancia de radar de pulsos Download PDF

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Abstract

Un procedimiento de compensación de movimiento de un perfil de distancia de radar de pulsos, que comprende: i. adquirir muestras de receptor de señales de eco de radar (12) generadas por un objetivo (14) que se mueve con una variación de la distancia, R, y se ilumina durante una observación mediante una señal de radar de pulsos que tiene una frecuencia portadora, fTx, y comprende una serie, P, de pulsos que tienen una frecuencia de repetición de pulsos, fPRF, teniendo cada muestra de receptor una fase y una celda de distancia; y ii. adquirir, de un rastreador del radar que rastrea el objetivo, una estimación de la variación de la distancia del objetivo (14), comprendiendo además el procedimiento, para cada muestra de receptor y el pulso de iluminación en relación con el cual se genera la muestra: iii. eliminar una fase adicional adquirida por las señales de eco en función de la estimación de la variación de la distancia y del tiempo hasta el pulso desde el inicio de la observación (16); y iv. eliminar un desplazamiento en la celda de distancia de la muestra de receptor en función de la estimación de la variación de la distancia y del tiempo hasta el pulso desde el inicio de la observación (18), y comprendiendo además el procedimiento, después de las etapas iii. y iv.: v. aplicar un filtro Doppler de pulsos a las muestras de receptor (22, 46) de la etapa iv.; vi. identificar, a partir de las muestras filtradas de la etapa v., la frecuencia Doppler máxima (24) correspondiente a un retorno del recubrimiento del objetivo, fD; vii. calcular una corrección de la variación de la distancia Δ como **Fórmula** (26); viii. sumar la corrección de la variación de la distancia a la estimación de la variación de la distancia para obtener una estimación de la variación de la distancia corregida y repetir las etapas iii. y iv. utilizando la estimación de la variación de la distancia corregida para obtener muestras de receptor compensadas en movimiento (28); y a. en correspondencia con los pulsos (74), teniendo cada muestra de receptor una fase y una celda de distancia; y ix. generar una señal de salida indicativa de las muestras de receptor compensadas en movimiento, para generar un perfil de la distancia (30).

Description

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DESCRIPCION
Compensación de movimiento de un perfil de distancia de radar de pulsos
La invención se refiere a un procedimiento de compensación de movimiento de un perfil de distancia de radar de pulsos y a un procedimiento para proporcionar un perfil de distancia de radar de un objetivo móvil.
En los sistemas de radar existe la necesidad de ofrecer una capacidad de reconocimiento de objetivos no cooperativo (NCTR, non-cooperative target recognition), para permitir una identificación rápida y fiable de los objetivos. En términos prácticos, esto consiste en la capacidad de generar perfiles de alta resolución de la distancia (HRR, High Range Resolution) de objetivos que ya están siendo rastreados. A continuación se pueden aplicar algoritmos de extracción de características a los perfiles HRR, lo que permite a un clasificador identificar un objetivo conjuntamente con una base de datos de objetivos conocidos. El éxito de las capacidades NCTR depende en gran medida de la calidad de los perfiles HRR obtenidos tanto para objetivos de referencia como durante la operación.
Para un objetivo móvil, es necesario corregir el movimiento del objetivo antes de generar un perfil HRR o si no el efecto del movimiento del objetivo sobre las señales de eco del radar tendrá como resultado un perfil HRR corrupto. Los efectos observados en el perfil HRR de objetivos móviles involucran habitualmente combinaciones de ensanchamiento de los máximos (que conduce a pérdida de resolución), desplazamiento de distancia de los máximos y pérdida del rango dinámico. Dado que el objetivo ya está siendo rastreado, un procedimiento para compensar el movimiento del objetivo involucra obtener una estimación de la variación de la distancia del objetivo desde el rastreador del radar y utilizar la estimación de la variación de la distancia para aplicar compensación de movimiento a muestras de receptor obtenidas a partir de señales de eco del radar. Sin embargo, incluso una variación de la distancia del objetivo levemente incorrecta puede tener como resultado una corrupción significativa del perfil HRR del objetivo.
Un objetivo es dar a conocer un procedimiento mejorado de compensación de movimiento para perfiles de distancia de radar de pulsos. Otro objetivo es dar a conocer un procedimiento mejorado para proporcionar un perfil de distancia de radar de un objetivo móvil.
De acuerdo con un primer aspecto de la invención, se da a conocer un procedimiento de compensación de movimiento de un perfil de distancia de radar de pulsos que comprende las etapas i.-ix., según la reivindicación 1. El procedimiento puede por lo tanto proporcionar una corrección de la variación de la distancia a la variación de la distancia del objetivo, permitiendo que se aplique una compensación de movimiento mejorada a las muestras de receptor.
Preferentemente, la señal de radar de pulsos comprende una forma de onda codificada en frecuencia y, siguiendo la etapa iv., el procedimiento comprende además aplicar una compresión de pulsos a las muestras de receptor, identificar una celda de distancia correspondiente a una potencia máxima de las muestras de receptor comprimidas en pulsos y, para cada pulso, seleccionar una muestra de receptor correspondiente a la celda de distancia identificada.
Preferentemente, la potencia máxima se identifica a través de todos los pulsos, todos los escalones de frecuencia y todas las muestras de receptor. Esto tiene en cuenta cualesquiera efectos potenciales de interferencia entre múltiples dispersores en el objetivo, que pueden producir un valor nulo en un escalón de frecuencia particular.
La estimación de la variación de la distancia del objetivo se obtiene preferentemente desde un rastreador de radar que rastrea el objetivo. Por lo tanto, se puede proporcionar una buena estimación en tiempo real de la variación de la distancia del objetivo.
Preferentemente, la etapa i¡¡. comprende aplicar una multiplicación compleja de tiempo de un pulso p desde el inicio de la observación, a las muestras de receptor.
imagen1
donde tp es el
Preferentemente, la etapa iv. comprende generar una transformada de Fourier de las muestras de receptor de la etapa
iii. y multiplicar la transformada de Fourier por una rampa de fase correspondiente al desplazamiento de la distancia
¥ r
del objetivo y ’ desde el inicio de la observación y generar a continuación una transformada de Fourier inversa de las muestras de receptor sometidas a transformada de Fourier. Se puede aplicar por lo tanto una corrección del recorrido de la distancia de menos de una celda de distancia completa.
En la etapa v., el filtro Doppler comprende preferentemente salidas a frecuencias Doppler en el intervalo de a -Ví íprf
frRF
a y2 fpRF y separadas por P La etapa v. comprende preferentemente multiplicar las muestras de receptor por una función ventana y generar una transformada de Fourier de las muestras de receptor resultantes. Preferentemente, la función ventana comprende una función ventana de Dolph-Chebychev de lóbulo lateral bajo.
Preferentemente, las transformadas de Fourier comprenden transformadas de Fourier discretas.
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Preferentemente, la magnitud de la corrección de la variación de la distancia, Au, no excede
imagen2
La señal del radar comprende preferentemente una forma de onda de frecuencia escalonada, que comprende una segunda serie, Q, de escalones de frecuencia, comprendiendo cada escalón de frecuencia una mencionada serie, P, de pulsos. La compensación de movimiento puede por lo tanto llevarse a cabo dentro de un único escalón de frecuencia.
imagen3
Preferentemente, la etapa ¡i¡. comprende aplicar una multiplicación compleja de V c J donde tpq es el
tiempo de un pulso p de un escalón de frecuencia q desde el inicio de la observación, a las muestras de receptor.
Preferentemente, la etapa iv. comprende multiplicar la transformada de Fourier por una rampa de fase correspondiente
al desplazamiento de la distancia del objetivo,
imagen4
desde el inicio de la observación.
Preferentemente, la etapa v. comprende además promediar la salida del filtro Doppler sobre los escalones de frecuencia, y la etapa vi. comprende identificar la frecuencia Doppler máxima interpolando la salida del filtro Doppler
^fpRF ^fpRF
promediada en la zona de P a P Observar la frecuencia Doppler máxima en esta zona restringida reduce la posibilidad de que la frecuencia Doppler máxima se identifique incorrectamente como una frecuencia Doppler de modulación de un motor a reacción en la salida del filtro Doppler.
La etapa viii. comprende preferentemente:
a) sumar la corrección de la variación de la distancia a la estimación de la variación de la distancia para obtener una nueva estimación de la variación de la distancia;
b) repetir las etapas iii. a vii. utilizando la nueva estimación de la variación de la distancia y a) una o varias veces para producir una corrección final de la variación de la distancia;
c) sumar la corrección final de la variación de la distancia a la estimación de la variación de la distancia para obtener una estimación final de la variación de la distancia; y
d) repetir las etapas iii. y iv. utilizando la estimación final de la variación de la distancia para obtener muestras de receptor compensadas en movimiento.
Por lo tanto, la corrección de la variación de la distancia se puede determinar de manera iterativa para obtener una estimación más precisa de la variación de la distancia.
De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se da conocer un procedimiento para proporcionar un perfil de distancia de radar de un objetivo móvil, comprendiendo el procedimiento las etapas a-j según la reivindicación 16.
El procedimiento permite generar un perfil de distancia de radar de un objetivo móvil con compensación de movimiento mejorada y, por lo tanto, menos corrupción en el perfil HRR.
Preferentemente, la señal de radar de pulsos comprende una forma de onda codificada en frecuencia y, siguiendo la etapa e., el procedimiento comprende además aplicar una compresión de pulsos a las muestras de receptor, identificar una celda de distancia correspondiente a una potencia máxima de las muestras de receptor comprimidas en pulsos y, para cada pulso, seleccionar una muestra de receptor correspondiente a la celda de distancia identificada.
Preferentemente, la potencia máxima se identifica a través de todos los pulsos, todos los escalones de frecuencia y todas las muestras de receptor. Esto tiene en cuenta cualesquiera efectos potenciales de interferencia entre múltiples dispersores en el objetivo, que pueden producir un valor nulo en un escalón de frecuencia particular.
La estimación de la variación de la distancia del objetivo se obtiene preferentemente desde un rastreador de radar que rastrea el objetivo. Por lo tanto, se puede proporcionar una buena estimación en tiempo real de la variación de la distancia del objetivo.
exp
Preferentemente, la etapa d. comprende aplicar una multiplicación compleja de V c tiempo de un pulso p desde el inicio de la observación, a las muestras de receptor.
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donde tp es el
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Preferentemente, la etapa e. comprende generar una transformada de Fourier de las muestras de receptor de la etapa
d. y multiplicar la transformada de Fourier por una rampa de fase correspondiente al desplazamiento de la distancia
R
del objetivo p ’ desde el inicio de la observación y generar a continuación una transformada de Fourier inversa de las muestras de receptor sometidas a transformada de Fourier. Se puede aplicar por lo tanto una corrección del recorrido de la distancia de menos de una celda de distancia completa.
En la etapa f., el filtro Doppler comprende preferentemente salidas a frecuencias Doppler en el intervalo de -14 íprf a
fpRF
14 fpRF y separadas por P La etapa g. comprende preferentemente multiplicar las muestras de receptor por una función ventana y generar una transformada de Fourier de las muestras de receptor resultantes. Preferentemente, la función ventana comprende una función ventana de Dolph-Chebychev de lóbulo lateral bajo.
Preferentemente, las transformadas de Fourier comprenden transformadas de Fourier discretas.
PRF
Preferentemente, la magnitud de la corrección de la variación de la distancia, Au, no excede
2 PfTx
La señal de radar de pulsos comprende preferentemente una forma de onda de frecuencia escalonada, que comprende una segunda serie, Q, de escalones de frecuencia, comprendiendo cada escalón de frecuencia una mencionada serie, P, de pulsos. La compensación de movimiento puede por lo tanto llevarse a cabo dentro de un único escalón de frecuencia.
Preferentemente, la etapa d. comprende aplicar una multiplicación compleja de
imagen6
donde tpa es el
tiempo de un pulso p de un escalón de frecuencia q desde el inicio de la observación, a las muestras de receptor.
Preferentemente, la etapa e. comprende multiplicar la transformada de Fourier por una rampa de fase correspondiente
al desplazamiento de la distancia del objetivo,
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desde el inicio de la observación.
Preferentemente, la etapa f. comprende además promediar la salida del filtro Doppler sobre los escalones de frecuencia, y la etapa g. comprende identificar la frecuencia Doppler máxima interpolando la salida del filtro Doppler
_ PRF 2/pRF
promediada en la zona de P a P Observar la frecuencia Doppler máxima en esta zona restringida reduce la posibilidad de que la frecuencia Doppler máxima se identifique incorrectamente como una frecuencia Doppler de modulación de un motor a reacción en la salida del filtro Doppler.
La etapa i. comprende preferentemente:
1. sumar la corrección de la variación de la distancia a la estimación de la variación de la distancia para obtener una nueva estimación de la variación de la distancia;
2. repetir las etapas d. a h. utilizando la nueva estimación de la variación de la distancia y 1. una o varias veces para producir una corrección final de la variación de la distancia;
3. sumar la corrección final de la variación de la distancia a la estimación de la variación de la distancia para obtener una estimación final de la variación de la distancia; y
4. repetir las etapas d. y e. utilizando la estimación final de la variación de la distancia para obtener muestras de receptor compensadas en movimiento.
Por lo tanto, la corrección de la variación de la distancia se puede determinar iterativamente para obtener una estimación más precisa de la variación de la distancia y se puede proporcionar un perfil HRR mejorado.
A continuación se describirán en detalle realizaciones de la invención, solamente a modo de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
la figura 1 muestra las etapas de un procedimiento de compensación de movimiento de un perfil de distancia de radar de pulsos, de acuerdo con una primera realización de la invención;
la figura 2 muestra las etapas de un procedimiento de compensación de movimiento de un perfil de distancia de radar de pulsos, de acuerdo con una segunda realización de la invención;
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la figura 3 muestra (a) una salida del filtro Doppler de las muestras de receptor a partir de un objetivo iluminado con una señal de radar de pulsos de forma de onda codificada en frecuencia que comprende 32 escalones de frecuencia de 32 pulsos y (b) un perfil de distancia de alta resolución (HRR, high resolution range) del objetivo generado a partir de las muestras de receptor, sin compensación de movimiento;
la figura 4 muestra (a) una salida del filtro Doppler de las muestras de receptor a partir de un objetivo iluminado con una señal de radar de pulsos que comprende 32 escalones de frecuencia de 32 pulsos y (b) un perfil de distancia de alta resolución (HRR) del objetivo generado a partir de las muestras de receptor, sin compensación de movimiento aplicada; y
la figura 5 muestra las etapas de un procedimiento para proporcionar un perfil de distancia de radar de un objetivo, de acuerdo con una tercera realización de la invención.
Una primera realización de la invención proporciona un procedimiento 10 de compensación de movimiento de un perfil de distancia de radar de pulsos que tiene las etapas mostradas en la figura 1.
El procedimiento 10 comprende:
i. adquirir muestras de receptor de señales de eco de radar 12 generadas por un objetivo que se mueve con una variación de la distancia, R, y se ilumina durante una observación mediante una señal de radar de pulsos que tiene una frecuencia portadora, fjx, y comprende una serie, P, de pulsos que tienen una frecuencia de repetición de pulsos, fpRF;
ii. adquirir una estimación de la variación de la distancia del objetivo 14;
iii. eliminar una fase adicional adquirida por las señales de eco en función de la variación de la distancia y de un tiempo hasta un pulso desde el inicio de la observación 16;
iv. eliminar un desplazamiento en las celdas de distancia de las muestras de receptor en función de la variación de la distancia y de un tiempo hasta un pulso desde el inicio de la observación 18;
v. aplicar un filtro Doppler de pulsos a las muestras de receptor de la etapa iv. 22;
vi. identificar la frecuencia Doppler máxima correspondiente a un retorno del recubrimiento del objetivo y calcular un desplazamiento desde cero, fo, de la frecuencia Doppler máxima 24;
vii. calcular una corrección de la variación de la distancia Au como
Au
~cfp
2/tv
26;
viii. sumar la corrección de la variación de la distancia a la estimación de la variación de la distancia para obtener una nueva estimación de la variación de la distancia y repetir las etapas iii. y iv. utilizando la nueva estimación de la variación de la distancia para obtener muestras de receptor compensadas en movimiento 28; y
ix. generar una señal de salida indicativa de las muestras de receptor compensadas en movimiento, para generar un perfil de la distancia 30.
Se apreciará que el procedimiento 10 se puede utilizar para efectuar compensación de movimiento para un objetivo móvil iluminado con cualquier señal de radar de pulsos para la que la frecuencia portadora y la fase no varíen durante los pulsos, P, utilizados para implementar el procedimiento 10. El procedimiento 10 puede ser utilizado tanto para pulsos cortos como para formas de onda codificadas en frecuencia.
Una segunda realización de la invención proporciona un procedimiento 40 de compensación de movimiento de un perfil de distancia de radar de pulsos que tiene las etapas mostradas en la figura 2. El procedimiento 40 es sustancialmente el mismo que el procedimiento 10 de la figura 1, con las modificaciones siguientes. Se mantienen los mismos numerales de referencia para las características correspondientes.
En esta realización, la señal del radar comprende preferentemente una señal de frecuencia escalonada, que comprende una segunda serie, Q, de escalones de frecuencia que comprenden, cada una, la mencionada serie, P, de pulsos. La señal de radar comprende una forma de onda codificada en frecuencia en este ejemplo, con los pulsos siendo pulsos de frecuencia modulada pulsada. Las muestras de receptor comprenden muestras de receptor complejas.
El procedimiento 40 de compensación de movimiento se lleva a cabo sobre los pulsos de un solo escalón de frecuencia.
La estimación de la variación de la distancia se adquiere a partir de una unidad de rastreador del radar, que proporciona habitualmente una estimación de la variación de la distancia que es correcta dentro de unos pocos metros por segundo.
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La etapa iii. comprende aplicar una multiplicación tpq identifica un pulso p de dicha serie, P, de pulsos de frecuencia, en términos de la temporización del fase de los pulsos.
compleja 42 de
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a las muestras de receptor.
de un escalón de frecuencia q de la segunda serie, Q, de escalones pulso desde el inicio de la observación. Esto corrige el recorrido de
La etapa iv. comprende multiplicar la transformada de Fourier que resulta de la etapa i¡¡. por una rampa de fase
correspondiente al desplazamiento de la distancia del objetivo, 1H ’ para un pulso p de escalón de frecuencia q desde el inicio de la observación. Esto corrige el recorrido de la distancia de las muestras de receptor y permite corregir un recorrido de distancia de menos de una celda de distancia completa.
Después de la etapa iv., el procedimiento 40 de esta realización comprende además aplicar una compresión de pulsos a las muestras de receptor. Este procedimiento de procesamiento de señal será bien conocido por un experto en la materia y por lo tanto no se describirá aquí en detalle. El procedimiento 40 comprende además identificar una celda de distancia correspondiente a una potencia máxima de las muestras de receptor comprimidas en pulsos y, para cada pulso, seleccionar una muestra de receptor correspondiente a la celda de distancia identificada.
La potencia máxima se toma sobre todos los pulsos, todos los escalones de frecuencia y todas las muestras de receptor, para tener en cuenta cualesquiera efectos de interferencia entre múltiples dispersores en el objetivo, que pueden tener como resultado un valor nulo en un escalón de frecuencia particular. Para cada pulso y escalón de frecuencia, se selecciona una muestra de receptor a partir del vector de muestras de receptor en la celda de distancia correspondiente a la potencia máxima. Las muestras seleccionadas se conforman en una matriz PxQ.
La etapa 46 de filtrado Doppler de esta realización comprende multiplicar la matriz de muestras de receptor por una función ventana, y generar a continuación una transformada de Fourier del conjunto de ventana resultante de las muestras de receptor. La función ventana comprende una función ventana de Dolph-Chebychev que tiene lóbulos laterales bajos, del orden de 40 dB. El filtro Doppler proporciona salidas a frecuencias Doppler en el intervalo de -
fpRF
fpRF a Y¡ fpRF y separadas por P
La salida del filtro Doppler se promedia sobre los escalones de frecuencia y la frecuencia Doppler máxima se identifica
^fpRF 2fpRF
24 interpolando la salida del filtro Doppler promediada en la zona de P a P
Observar la frecuencia Doppler máxima en esta zona restringida reduce la posibilidad de que la frecuencia Doppler máxima se identifique incorrectamente como una frecuencia Doppler de modulación del motor a reacción (JEM, jet engine modulation) en la salida del filtro Doppler.
Dentro de la zona seleccionada, se supone que la frecuencia Doppler máxima corresponde al retorno del recubrimiento del objetivo y, por lo tanto, se puede utilizar la frecuencia Doppler máxima para determinar la corrección de la variación de la distancia.
La etapa viii. corresponde a una única iteración del cálculo de una corrección de la variación de la distancia y de una estimación de la variación de la distancia corregida. El procedimiento 40 se puede extender para incluir una o varias iteraciones adicionales, con las etapas siguientes:
a) sumar la corrección de la variación de la distancia a la estimación de la variación de la distancia para obtener una nueva estimación de la variación de la distancia;
b) repetir las etapas iii. a vii. utilizando la nueva estimación de la variación de la distancia y a) una o varias veces para producir una corrección final de la variación de la distancia;
c) sumar la corrección final de la variación de la distancia a la estimación de la variación de la distancia para obtener una estimación final de la variación de la distancia; y
d) repetir las etapas iii. y iv. utilizando la estimación final de la variación de la distancia para obtener muestras de receptor compensadas en movimiento.
Por lo tanto, la corrección de la variación de la distancia se puede determinar de manera iterativa para obtener una estimación más precisa de la variación de la distancia.
Las muestras de receptor forman una serie discreta, y por lo tanto se apreciará que se utilizan transformadas de Fourier discretas y transformadas de Fourier discretas inversas.
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Las figuras 3 y 4 muestran la mejora en un perfil HRR que se puede obtener utilizando el procedimiento 40. En este ejemplo, un objetivo móvil se ilumina en ambos casos con una señal de radar de pulsos de frecuencia escalonada, que tiene una frecuencia portadora inicial, fjx, de 2708,2 MHz, un escalón de frecuencia, Af, de 3,2 MHz, y una frecuencia de repetición de pulsos fpRF, de 2,5 kHz. La señal de radar de pulsos comprende 32 escalones de frecuencia, Q, que comprenden cada uno 32 pulsos, P, teniendo cada pulso un ancho de banda de frecuencia modulada pulsada, B, de -4,5 MHz y una duración, t, de 25,6 ps.
La figura 3(a) muestra la salida del filtro Doppler 50 de la etapa v., procesándose las muestras de receptor mediante aplicar las etapas i. a v. y ix., es decir, las etapas del procedimiento 40 sin aplicar las etapas vi. a viii. para calcular una corrección de la variación de la distancia. Se puede ver que el retorno del recubrimiento 52 está desplazado desde 0 Hz, que es donde estaría situado el retorno del recubrimiento si el objetivo no estuviera en movimiento. Las líneas JEM 54 son claramente visibles encima y debajo del retorno del recubrimiento.
La figura 3(b) muestra un perfil HRR clásico 56 obtenido a partir de las muestras de receptor obtenidas después de la etapa de filtrado Doppler. Como se puede ver, el perfil HRR está significativamente degradado. El procedimiento de producir un perfil HRR clásico será bien conocido para el experto en la materia y por lo tanto no se describirá en detalle aquí.
La figura 4(a) muestra la salida del filtro Doppler 60 de la etapa v. después de la aplicación de las etapas i. a viii. del procedimiento 40, es decir, después de la corrección de la estimación de la variación de la distancia. El retorno del recubrimiento 62 está claramente centrado en torno a 0 Hz. Las líneas JEM 64 son de nuevo visibles encima y debajo del retorno del recubrimiento.
La figura 4(b) muestra un perfil HRR clásico 66 generado a partir de la señal de salida de la etapa ix. del procedimiento 40. Como se puede ver, el perfil HRR es mucho mejor comparado con el que se muestra en la figura 3(b), y el procedimiento 40 ha compensado claramente el movimiento grueso del objetivo.
En la figura 5 se muestran las etapas de un procedimiento 70 para proporcionar un perfil de distancia de radar de un objetivo móvil, de acuerdo con la tercera realización de la invención. El procedimiento 70 comprende muchas de las etapas del procedimiento 10 de compensación de movimiento de un perfil de distancia de radar de pulsos de la figura 1, y se mantienen los mismos números de referencia para las etapas correspondientes.
El procedimiento 70 comprende las etapas de:
a. generar y transmitir al objetivo una señal de radar de pulsos 72, teniendo la señal de radar de pulsos una frecuencia portadora, fjx, y comprendiendo una serie, P, de pulsos que tienen una frecuencia de repetición de pulsos, fpRF;
b. recibir correspondientes señales de eco del radar desde el objetivo y muestrear las señales de eco para generar muestras de receptor correspondientes a los pulsos 74;
c. adquirir una estimación de la variación de la distancia del objetivo 14;
d. eliminar una fase adicional adquirida por las señales de eco en función de la variación de la distancia y de un tiempo hasta un pulso desde el inicio de la observación 16;
e. eliminar un desplazamiento en las celdas de distancia de las muestras de receptor en función de la variación de la distancia y de un tiempo hasta un pulso desde el inicio de la observación 18;
f. aplicar un filtro Doppler de pulsos a las muestras de receptor de la etapa e. 22;
g. identificar la frecuencia Doppler máxima correspondiente a un retorno del recubrimiento del objetivo y calcular un desplazamiento desde cero, fo, de la frecuencia Doppler máxima 24;
h. calcular una corrección de la variación de la distancia Au como
ÁV
~cfD
2 A
26;
i. sumar la corrección de la variación de la distancia a la estimación de la variación de la distancia para obtener una nueva estimación de la variación de la distancia y repetir las etapas d. y e. para obtener muestras de receptor compensadas en movimiento 28; y
j. generar un perfil de alta resolución de la distancia del objetivo a partir de las muestras de receptor compensadas en movimiento 76.
Se apreciará que el procedimiento 70 de esta realización puede comprender alternativamente las etapas del procedimiento 40 de compensación de movimiento de un perfil de distancia de radar de pulsos de la figura 2.
El procedimiento 70 de esta realización se utiliza para generar el perfil HRR de la figura 4(b).

Claims (16)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un procedimiento de compensación de movimiento de un perfil de distancia de radar de pulsos, que comprende:
    i. adquirir muestras de receptor de señales de eco de radar (12) generadas por un objetivo (14) que se mueve con una variación de la distancia, R, y se ilumina durante una observación mediante una señal de radar de pulsos que tiene una frecuencia portadora, fTx, y comprende una serie, P, de pulsos que tienen una frecuencia de repetición de pulsos, fpRF, teniendo cada muestra de receptor una fase y una celda de distancia; y
    ii. adquirir, de un rastreador del radar que rastrea el objetivo, una estimación de la variación de la distancia del objetivo (14),
    comprendiendo además el procedimiento, para cada muestra de receptor y el pulso de iluminación en relación con el cual se genera la muestra:
    iii. eliminar una fase adicional adquirida por las señales de eco en función de la estimación de la variación de la distancia y del tiempo hasta el pulso desde el inicio de la observación (16); y
    iv. eliminar un desplazamiento en la celda de distancia de la muestra de receptor en función de la estimación de la variación de la distancia y del tiempo hasta el pulso desde el inicio de la observación (18),
    y comprendiendo además el procedimiento, después de las etapas iii. y iv.:
    v. aplicar un filtro Doppler de pulsos a las muestras de receptor (22, 46) de la etapa iv.;
    vi. identificar, a partir de las muestras filtradas de la etapa v., la frecuencia Doppler máxima (24) correspondiente a un retorno del recubrimiento del objetivo, fp;
    cÍd
    vii. calcular una corrección de la variación de la distancia Au como Tx (26);
    viii. sumar la corrección de la variación de la distancia a la estimación de la variación de la distancia para obtener una estimación de la variación de la distancia corregida y repetir las etapas iii. y iv. utilizando la estimación de la variación de la distancia corregida para obtener muestras de receptor compensadas en movimiento (28); y
    a. en correspondencia con los pulsos (74), teniendo cada muestra de receptor una fase y una celda de distancia; y
    ix. generar una señal de salida indicativa de las muestras de receptor compensadas en movimiento, para generar un perfil de la distancia (30).
  2. 2. Un procedimiento de compensación de movimiento de un perfil de distancia de radar de pulsos según la reivindicación 1, en el que la señal de radar de pulsos comprende una forma de onda codificada en frecuencia y, después de la etapa iv., el procedimiento comprende además aplicar una compresión de pulsos a las muestras de receptor, identificar una celda de distancia correspondiente a una potencia máxima de las muestras de receptor comprimidas en pulsos y, para cada pulso, seleccionar una muestra de receptor correspondiente a la celda de distancia identificada.
  3. 3. Un procedimiento de compensación de movimiento de un perfil de distancia de radar de pulsos según la
    imagen1
    reivindicación 1 o 2, en el que la etapa i¡¡. comprende aplicar una multiplicación compleja de donde tp es el tiempo de un pulso p desde el inicio de la observación, a las muestras de receptor.
  4. 4. Un procedimiento de compensación de movimiento de un perfil de distancia de radar de pulsos según cualquier reivindicación anterior, en el que la etapa iv. comprende generar una transformada de Fourier de las muestras de receptor de la etapa iii. y multiplicar la transformada de Fourier de las muestras de receptor por una rampa de fase
    \tpR
    correspondiente al desplazamiento de la distancia del objetivo, y ’ desde el inicio de la observación y generar a continuación una transformada de Fourier inversa de las muestras de receptor sometidas a transformada de Fourier, donde tp es el tiempo de un pulso p desde el inicio de la observación.
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  5. 5. Un procedimiento de compensación de movimiento de un perfil de distancia de radar de pulsos según cualquier reivindicación anterior, en el que, en la etapa v., el filtro Doppler comprende salidas (50, 60) a frecuencias Doppler en
    fpRF
    el intervalo de -14 fpRF a 14 fpRF y separadas en P
  6. 6. Un procedimiento de compensación de movimiento de un perfil de distancia de radar de pulsos según la reivindicación 5, en el que la etapa v. comprende multiplicar las muestras de receptor por una función ventana y generar una transformada de Fourier de las muestras de receptor resultantes de la multiplicación.
  7. 7. Un procedimiento de compensación de movimiento de un perfil de distancia de radar de pulsos según la reivindicación 6, en el que la función ventana comprende una función ventana de Dolph-Chebychev de lóbulo lateral bajo.
  8. 8. Un procedimiento de compensación de movimiento de un perfil de distancia de radar de pulsos según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, en el que la transformada de Fourier comprende una transformada de Fourier discreta.
  9. 9. Un procedimiento de compensación de movimiento de un perfil de distancia de radar de pulsos según cualquier
    cÍprf
    reivindicación anterior, en el que la corrección de la variación de la distancia, Au, no excede 2 Pfn '
  10. 10. Un procedimiento de compensación de movimiento de un perfil de distancia de radar de pulsos según cualquier reivindicación anterior, en el que la señal de radar comprende una forma de onda de frecuencia escalonada que comprende una segunda serie, Q, de escalones de frecuencia, comprendiendo cada escalón de frecuencia una mencionada serie, P, de pulsos.
  11. 11. Un procedimiento de compensación de movimiento de un perfil de distancia de radar de pulsos según la
    imagen2
    reivindicación 10, en el que la etapa i¡¡. comprende aplicar una multiplicación compleja (42) de donde tp9 es el tiempo de un pulso p de un escalón de frecuencia q desde el inicio de la observación, a las muestras de receptor.
  12. 12. Un procedimiento de compensación de movimiento de un perfil de distancia de radar de pulsos según la reivindicación 10 u 11, en que la etapa iv. comprende generar una transformada de Fourier de las muestras de receptor de la etapa iii. y multiplicar la transformada de Fourier de las muestras de receptor por una rampa de fase
    correspondiente al desplazamiento de la distancia del objetivo,
    desde el inicio de la observación, donde t
    es el tiempo de un pulso p de un escalón de frecuencia q desde el inicio de la observación.
    pq
  13. 13. Un procedimiento de compensación de movimiento de un perfil de distancia de radar de pulsos según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12 cuando dependen de la reivindicación 2, en el que la potencia máxima se identifica a través de todos los pulsos, todos los escalones de frecuencia y todas las muestras de receptor.
  14. 14. Un procedimiento de compensación de movimiento de un perfil de distancia de radar de pulsos según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, en el que la etapa v. comprende además promediar la salida del filtro Doppler sobre los escalones de frecuencia y la etapa vi. comprende identificar la frecuencia Doppler máxima en la zona restringida
    2 fr„ 2 fr
    de
    PUF PRF
    P a P
  15. 15. Un procedimiento de compensación de movimiento de un perfil de distancia de radar de pulsos según cualquier reivindicación anterior, en el que la etapa viii. comprende:
    a) sumar la corrección de la variación de la distancia a la estimación de la variación de la distancia para obtener una nueva estimación de la variación de la distancia;
    b) repetir las etapas iii. a vii. utilizando la nueva estimación de la variación de la distancia y a) una o varias veces para producir una corrección final de la variación de la distancia;
    c) sumar la corrección final de la variación de la distancia a la estimación de la variación de la distancia para obtener una estimación final de la variación de la distancia; y
    d) repetir las etapas iii. y v. utilizando la estimación final de la variación de la distancia para obtener muestras de receptor compensadas en movimiento.
    5
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    15
    20
    25
  16. 16. Un procedimiento para proporcionar un perfil de distancia de radar de un objetivo móvil, comprendiendo el procedimiento:
    a. generar y transmitir al objetivo una señal de radar de pulsos (72), teniendo la señal de radar de pulsos una frecuencia portadora, fjx, y comprendiendo una serie, P, de pulsos que tienen una frecuencia de repetición de pulsos, fPRF;
    b. recibir correspondientes señales de eco de radar desde el objetivo y muestrear las señales de eco para generar muestras de receptor adquirir, a partir de un rastreador del radar que rastrea el objetivo, una estimación de la
    c. variación de la distancia del objetivo (14), comprendiendo además el procedimiento, para cada muestra de receptor y el pulso en relación con el cual se genera la muestra:
    d. eliminar una fase adicional adquirida por las señales de eco en función de la estimación de la variación de la distancia y del tiempo hasta el pulso desde el inicio de la observación (16); y eliminar un desplazamiento en la celda de distancia de la muestra de receptor en función
    e. de la estimación de la variación de la distancia y del tiempo hasta el pulso desde el inicio de la observación (18);
    y comprendiendo además el procedimiento, después de las etapas d. y e.:
    f. aplicar un filtro Doppler de pulsos a las muestras de receptor de la etapa e.; (22, 46); identificar a partir de las muestras filtradas de la etapa f. la frecuencia Doppler
    g. máxima (24) correspondiente a un retorno del recubrimiento del objetivo, fo;
    ~Cfl
    h. calcular una corrección de la variación de la distancia Au como variación de la distancia a la estimación de la variación de la distancia para
    (26); sumar la corrección de la
    i. obtener una estimación de la variación de la distancia corregida y repetir las etapas d. y e. utilizando la estimación de la variación de la distancia corregida para obtener muestras de receptor compensadas en movimiento (28); y generar un perfil de alta resolución de la distancia del objetivo a partir de las
    j. muestras de receptor compensadas en movimiento (76).
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