劉奇勇,羅　迎,高尚偉,歐陽成,張　群

(1.空軍工程大學(xué)信息與導(dǎo)航學(xué)院,陜西西安 710077; 2.電子信息控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川成都 610036)

?

基于包絡(luò)補(bǔ)償?shù)膶?duì)稱三角線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)多目標(biāo)參數(shù)估計(jì)方法

劉奇勇1,羅迎1,高尚偉2,歐陽成2,張群1

(1.空軍工程大學(xué)信息與導(dǎo)航學(xué)院,陜西西安 710077; 2.電子信息控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川成都 610036)

摘要：多目標(biāo)參數(shù)估計(jì)是對(duì)稱三角線性調(diào)頻連續(xù)波(STLFMCW)雷達(dá)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)中的一個(gè)難題.文章提出了一種利用包絡(luò)走動(dòng)現(xiàn)象來實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)參數(shù)估計(jì)的方法.首先建立了多目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)模型，通過分析目標(biāo)的回波信號(hào)，推導(dǎo)得出了引起包絡(luò)走動(dòng)的誤差因子；其次，通過正、負(fù)調(diào)頻峰值配對(duì)得到了包含目標(biāo)速度信息的速度矩陣，利用速度矩陣中的速度對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)補(bǔ)償，并將補(bǔ)償后的峰值進(jìn)行重新配對(duì)，得到了模糊目標(biāo)信息；最后通過剔除虛假目標(biāo)，獲得了準(zhǔn)確的目標(biāo)信息.仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提方法的準(zhǔn)確性和有效性.

關(guān)鍵詞:多目標(biāo);參數(shù)估計(jì);對(duì)稱三角線性調(diào)頻連續(xù)波;峰值配對(duì)

1引言

FMCW雷達(dá)因?yàn)榫哂蟹逯倒β实汀o距離盲區(qū)等優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于目標(biāo)的檢測(cè)與成像中[1～3].常用的鋸齒形FMCW雷達(dá)的脈沖持續(xù)時(shí)間比較長，使得“走-停”模式不再適用[4]，導(dǎo)致距離與速度產(chǎn)生耦合[5].對(duì)稱三角線性調(diào)頻連續(xù)波(STLFMCW)雷達(dá)通過正、負(fù)調(diào)頻信號(hào)峰值的配對(duì)，能夠方便地實(shí)現(xiàn)距離與速度的解耦合[6].但是，在對(duì)多個(gè)目標(biāo)的參數(shù)進(jìn)行估計(jì)時(shí)，多個(gè)峰值之間會(huì)出現(xiàn)無法準(zhǔn)確配對(duì)的問題[7,8].

針對(duì)這一問題，文獻(xiàn)[9]分析了STLFMCW信號(hào)的模糊函數(shù)，研究了單周期和多周期下多普勒的分辨率問題；文獻(xiàn)[10]提出了一種MTD-頻域配對(duì)法來對(duì)多目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，但是在不同目標(biāo)的頻譜發(fā)生重疊和頻譜具有相似性時(shí)，該方法無法有效完成檢測(cè)；文獻(xiàn)[11]針對(duì)密集運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，提出了運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和“clean”技術(shù)相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)了多目標(biāo)的檢測(cè)，但是在利用“clean”技術(shù)剔除峰值時(shí)，會(huì)將與其重合的峰值剔除掉，引起目標(biāo)信息丟失；文獻(xiàn)[12]通過對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行二維FFT變換，提出利用速度模糊來實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)的參數(shù)估計(jì)，但是當(dāng)正、負(fù)調(diào)頻峰值均有重合時(shí)，也會(huì)造成目標(biāo)信息的丟失.

本文利用長時(shí)間積累條件下目標(biāo)的包絡(luò)會(huì)出現(xiàn)走動(dòng)這一現(xiàn)象，提出了一種包絡(luò)補(bǔ)償?shù)姆椒▉韺?duì)多目標(biāo)參數(shù)進(jìn)行估計(jì).首先，建立了多目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)模型，得出了導(dǎo)致包絡(luò)走動(dòng)的誤差因子；其次，通過正、負(fù)調(diào)頻峰值配對(duì)得到了包含目標(biāo)速度信息的速度矩陣；在此基礎(chǔ)上，提出了對(duì)包絡(luò)補(bǔ)償后的峰值進(jìn)行重新配對(duì)的方法，得到了模糊目標(biāo)信息；最后通過剔除虛假目標(biāo)，獲得了準(zhǔn)確的目標(biāo)信息.

2目標(biāo)和信號(hào)模型

雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)為STLFMCW信號(hào)，模型如圖2所示.掃頻信號(hào)的周期為Ts=2Tp.以第一個(gè)掃頻周期為例，當(dāng)發(fā)射信號(hào)的斜率為正時(shí)稱為正調(diào)頻信號(hào)，也稱上掃頻段，區(qū)間為t∈T+=(0,Tp]；當(dāng)發(fā)射信號(hào)的斜率為負(fù)時(shí)稱為負(fù)調(diào)頻信號(hào)，也稱下掃頻段，區(qū)間為t∈T-=(Tp,2Tp].

則發(fā)射信號(hào)的正調(diào)頻信號(hào)s+(tm,tk)和負(fù)調(diào)頻信號(hào)s-(tm,tk)的表達(dá)式可分別表示為：

(1)

(2)

因此，可以將正調(diào)頻信號(hào)和負(fù)調(diào)頻信號(hào)統(tǒng)一寫成式(3)的形式：

(3)

因?yàn)镾TLFMCW雷達(dá)的掃頻周期很長，無法采用“走-停”模式，必須考慮目標(biāo)在掃頻周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng).假設(shè)所檢測(cè)的第i個(gè)動(dòng)目標(biāo)距雷達(dá)的初始徑向距離為R0i，徑向速度為vi(遠(yuǎn)離發(fā)射雷達(dá)為負(fù)).則目標(biāo)與雷達(dá)之間的距離Ri(t)為：

Ri(t)=R0i-vi(tm+tk)

(4)

3包絡(luò)走動(dòng)分析

以發(fā)射信號(hào)的延時(shí)為參考信號(hào)，假設(shè)參考信號(hào)延時(shí)所對(duì)應(yīng)的距離為Rref.則多目標(biāo)的回波信號(hào)sr(tm,tk)和參考信號(hào)sref(tm,tk)可以分別表示為：

sr(tm,tk)=∑Ni=1recttk-τiTp?è???÷

(5)

(6)

式(5)、(6)中：N表示目標(biāo)數(shù)，i表示目標(biāo)的標(biāo)號(hào)，τi=2Ri(t)/c為第i個(gè)目標(biāo)的回波延時(shí)，τref=2Rref/c為參考信號(hào)的延時(shí).

利用參考信號(hào)對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行解調(diào)頻處理，并忽略剩余視頻相位(RVP)的影響，則多目標(biāo)回波的差頻信號(hào)sif(tm,tk)可以近似表示為：

sif(tm,tk)≈∑Ni=1recttk-(τi+τref)/2Tp-τi-τref?è???÷

·exp(-j2πμ(τ0i-τref)tk)

(7)

式中，τ0i表示第i個(gè)目標(biāo)在初始位置的回波延時(shí)，λ=c/fc為發(fā)射信號(hào)的波長.

令μ=μ+，則式(7)表示正調(diào)頻信號(hào)的差頻信號(hào).因此，將式(7)的相位對(duì)快時(shí)間tk求導(dǎo)，并除以2π，可以得到距離多普勒頻率中心f+，f+由N個(gè)f+(i)構(gòu)成，f+(i)表示第i個(gè)目標(biāo)在正調(diào)頻信號(hào)中對(duì)應(yīng)的多普勒頻率中心.

(8)

對(duì)sif(tm,tk)取共軛，則f+(i)可以表示為：

(9)

式(9)中，第一項(xiàng)fdi=2vi/λ是第i個(gè)目標(biāo)的多普勒頻移項(xiàng)；第二項(xiàng)表征了第i個(gè)目標(biāo)的初始距離；第三項(xiàng)表征了發(fā)射第m個(gè)掃頻信號(hào)時(shí)目標(biāo)已經(jīng)運(yùn)動(dòng)的距離，其會(huì)引起包絡(luò)產(chǎn)生走動(dòng)；第四項(xiàng)為速度與快時(shí)間的耦合項(xiàng)，其值一般很小，可以忽略.則：

(10)

同理，f-(i)可以表示為：

(11)

f-(i)表示第i個(gè)目標(biāo)在負(fù)調(diào)頻信號(hào)中對(duì)應(yīng)的多普勒頻率中心，其不考慮目標(biāo)在Tp內(nèi)發(fā)生距離走動(dòng).負(fù)調(diào)頻信號(hào)的快時(shí)間頻率f-由N個(gè)f-(i)構(gòu)成.

由式(10)、(11)可知，對(duì)同一目標(biāo)來說，其包絡(luò)走動(dòng)在正、負(fù)調(diào)頻信號(hào)的頻率中心中的走動(dòng)程度和方向是相同的.所以包絡(luò)走動(dòng)不會(huì)影響目標(biāo)速度的測(cè)量.但是不同目標(biāo)的峰值也能配對(duì)，這樣得到的速度就是干擾速度.因此，速度的表達(dá)式為：

vij=λ·(f-(j)-f+(i))/4

(12)

當(dāng)i=j時(shí)，得到的速度即為目標(biāo)i的速度；當(dāng)i≠j時(shí)，得到的是干擾速度.

4多目標(biāo)參數(shù)估計(jì)方法

s+'if(tm,tk)≈∑Ni=1recttk-(τi+τref)/2Tp-τi-τref?è???÷

(13)

式(13)對(duì)應(yīng)的頻率中心為f+′，其由f+′(i)構(gòu)成.f+′(i)為第i個(gè)目標(biāo)的快時(shí)間頻率中心.

(14)

同理，第i個(gè)目標(biāo)經(jīng)過補(bǔ)償后的負(fù)調(diào)頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的快時(shí)間頻率中心可以表示為f-′(i)，負(fù)調(diào)頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的頻率中心f-′由f-′(i)構(gòu)成.

(15)

通過式(14)、(15)可知，當(dāng)?shù)玫降乃俣葀′與第i個(gè)目標(biāo)的速度匹配時(shí)，包絡(luò)走動(dòng)會(huì)被完全補(bǔ)償，補(bǔ)償后，正調(diào)頻信號(hào)的頻率中心可近似為f+′(i)≈-fdi+μ+(τ0i-τref)；第i個(gè)目標(biāo)對(duì)應(yīng)負(fù)調(diào)頻信號(hào)的頻率中心可近似為f-′(i)≈fdi+μ(τ0i-τref).而與其速度不匹配的值則會(huì)使其頻率中心在較長的積累時(shí)間下發(fā)生走動(dòng).

多目標(biāo)參數(shù)估計(jì)方法步驟如下:

(16)

式中，1≤i≤M，1≤j≤N.

在得到峰值的幅度大小后，對(duì)一維距離像進(jìn)行歸一化處理.歸一化的方法為：在每一個(gè)掃頻信號(hào)中，取出正、負(fù)調(diào)頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的一維距離像中幅度最大的值，用該最大值對(duì)一維距離像進(jìn)行歸一化.過程如式(17)、(18)、(19)：

(17)

e+=e+/e

(18)

e-=e-/e

(19)

(2)判斷目標(biāo)環(huán)境如果正、負(fù)調(diào)頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的峰值數(shù)均為1，即M=N=1，則判定為單個(gè)目標(biāo)，可直接計(jì)算目標(biāo)的徑向距離和徑向速度，配對(duì)結(jié)束；否則判定為多目標(biāo)，繼續(xù)第(3)步.

判斷峰值位置是否相同的準(zhǔn)則：由于分辨率的限制，以及測(cè)量的誤差，在此處設(shè)定判定條件為：

(20)

(4)峰值再配對(duì)將步驟(3)中得到的峰值位置a=[a1,a2,…]和b=[b1,b2,…]進(jìn)行配對(duì)，得到相應(yīng)的速度.配對(duì)方法為循環(huán)配對(duì)，將ai與bj進(jìn)行配對(duì)得到速度cij，然后判斷cij是否滿足條件.判斷cij滿足條件的方法如下：

cij=-(ai-bj)·λ/4

(21)

(22)

ξ=2·df·(λ/2)為速度因子，式(22)作為速度容差函數(shù)，其與頻率偏移相適應(yīng).

將cij與當(dāng)前的補(bǔ)償速度v′進(jìn)行比較，如果滿足式(22)，則判cij滿足條件，并把cij作為目標(biāo)的速度，并計(jì)算與速度相對(duì)應(yīng)的目標(biāo)的距離Rij=(ai+bj)·c/(2·μ)，將信息記錄下來；否則cij不滿足條件.峰值再配對(duì)的流程圖如圖3所示.

然后回到第(3)步用矩陣V中的下一個(gè)速度進(jìn)行補(bǔ)償.上述步驟中可能會(huì)產(chǎn)生虛假目標(biāo)，本文把第(4)步得到的目標(biāo)信息稱為模糊目標(biāo)信息.需要對(duì)虛假目標(biāo)進(jìn)行剔除才能得到準(zhǔn)確的目標(biāo)信息.

(5)剔除虛假目標(biāo)對(duì)于同一個(gè)目標(biāo)，正、負(fù)調(diào)頻信號(hào)得到的一維距離像的峰值的幅度大小是比較接近的，假設(shè)某一個(gè)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的正調(diào)頻的峰值幅度大小為e1，負(fù)調(diào)頻的峰值幅度大小為e2，則：

e1≈e2

(23)

同時(shí)，對(duì)于步驟(1)中的幅度，存在以下等式：

(24)

可以根據(jù)式(23)、(24)來剔除虛假目標(biāo).將步驟(4)中得到的模糊目標(biāo)的正、負(fù)調(diào)頻信號(hào)的峰值信息提取出來，并將其與步驟(1)中的編號(hào)進(jìn)行對(duì)應(yīng)，得到各個(gè)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的峰值的編號(hào)，如果編號(hào)僅出現(xiàn)過一次，說明該編號(hào)得到的目標(biāo)是真實(shí)的；如果有重復(fù)的編號(hào)，則必然是成對(duì)存在的，但是不一定就是虛假的；假設(shè)該重復(fù)編號(hào)存在于正調(diào)頻峰值中，則在負(fù)調(diào)頻峰值中必然有兩個(gè)峰值編號(hào)與之匹配，可以通過尋找只出現(xiàn)過一次的編號(hào)，逆向推導(dǎo)，將虛假目標(biāo)剔除.圖4為多目標(biāo)參數(shù)估計(jì)方法流程圖.

5仿真分析

運(yùn)動(dòng)模型如圖1所示，發(fā)射信號(hào)為STLFMCW信號(hào)，載頻fc=10GHz，帶寬B=100MHz，掃頻周期Ts=60ms，累積成像時(shí)間T=1s.對(duì)6個(gè)目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，目標(biāo)的信息如表1所示.假設(shè)在原始信號(hào)中加入信噪比為-5dB的高斯白噪聲.

首先對(duì)第一個(gè)掃頻信號(hào)的正、負(fù)調(diào)頻信號(hào)分別成一維距離像，通過峰值檢測(cè)，得到各峰值信息.多目標(biāo)的一維距離像如圖5所示，可以看到，圖5(a)中的編號(hào)2和圖5(b)中的編號(hào)4的值較大，因?yàn)槟繕?biāo)1與目標(biāo)2的峰值重合于編號(hào)2處，目標(biāo)2與目標(biāo)3的峰值重合于編號(hào)4處，同時(shí)其峰值個(gè)數(shù)都只有5個(gè).其對(duì)應(yīng)的峰值信息如表2、表3所示.

表1　目標(biāo)參數(shù)信息

表2　圖5(a)中的峰值信息

峰值編號(hào)12345峰值位置(104Hz)1.7792.1552.2892.2952.749峰值幅度大小0.542610.65740.44520.6143

將表2和表3中的峰值進(jìn)行配對(duì)，得到速度矩陣V如表4所示，其中第一列表示正調(diào)頻峰值的編號(hào)，第一行表示負(fù)調(diào)頻峰值的編號(hào).

表3　圖5(b)中的峰值信息

表4　速度矩陣

123451038.256357.759658.259760.76012-28.2510.001729.504930.005032.50543-38.2563019.503320.003322.50364-38.7565-0.500119.003219.503322.00375-72.7621-34.5058-15.0025-14.5024-12.0020

用速度矩陣V中的值單獨(dú)對(duì)最后一個(gè)掃頻信號(hào)的回波信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償，得到補(bǔ)償后的峰值信息，提取出滿足條件的峰值信息進(jìn)行配對(duì).圖6是最后一個(gè)掃頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償前的一維距離像，圖7是在速度v=-12.0020時(shí)，對(duì)最后一個(gè)掃頻信號(hào)補(bǔ)償后得到的一維距離像；圖6和圖7中的最后一個(gè)峰值是表1中編號(hào)為6的目標(biāo)所對(duì)應(yīng)的一維距離像.可以看出，當(dāng)對(duì)包絡(luò)進(jìn)行補(bǔ)償后，目標(biāo)的峰值位置會(huì)發(fā)生相應(yīng)的偏移.對(duì)比圖7和圖5中的第五個(gè)峰值位置可以看出，當(dāng)補(bǔ)償速度與某個(gè)目標(biāo)的速度相匹配時(shí)，該目標(biāo)的包絡(luò)走動(dòng)會(huì)被完全補(bǔ)償.用速度矩陣中各個(gè)速度值進(jìn)行包絡(luò)補(bǔ)償后，得到各個(gè)速度相應(yīng)的目標(biāo)信息.在所有速度補(bǔ)償完后，得到模糊目標(biāo)信息如表5所示.

從表5中可以知道，模糊目標(biāo)中含7個(gè)目標(biāo)信息；表6是用本文所提方法對(duì)表5進(jìn)行虛假目標(biāo)剔除后的結(jié)果，可以看到，表5中的第6個(gè)目標(biāo)被剔除了；與表1比較可以發(fā)現(xiàn)，表6中的目標(biāo)信息是有效的.表明該方法能夠完成多目標(biāo)參數(shù)估計(jì).

對(duì)該方法進(jìn)行信噪比分析.假設(shè)原始回波信號(hào)中的噪聲從-12dB變到-24dB，對(duì)第一個(gè)掃頻信號(hào)的正、負(fù)調(diào)頻信號(hào)分別成一維距離像，結(jié)果如表7所示.

表5　模糊目標(biāo)信息

表6　有效的目標(biāo)信息

從表7中可以看出，在信噪比為-16dB及以上時(shí)，能夠?qū)δ繕?biāo)的一維距離像進(jìn)行有效的檢測(cè)；但當(dāng)信噪比減小到-20dB時(shí)，由于噪聲的能量比較強(qiáng)，會(huì)對(duì)目標(biāo)信號(hào)的檢測(cè)造成影響；當(dāng)信噪比減小到-24dB時(shí)，可以明顯地看到目標(biāo)的信號(hào)已經(jīng)完全淹沒在噪聲之中.

通過以上仿真可以知道，該方法不僅能夠檢測(cè)速度為0的目標(biāo)，還能分辨同一距離單元內(nèi)速度不同的目標(biāo)，并且在正、負(fù)調(diào)頻峰值均有重合的情況下，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)信息的估計(jì).而如果用文獻(xiàn)[10]所提方法對(duì)目標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，可以看出，只有目標(biāo)標(biāo)號(hào)為1和2的兩個(gè)目標(biāo)的測(cè)量是準(zhǔn)確的；如果用文獻(xiàn)[11]所提的方法來進(jìn)行檢測(cè)，從中可以看出，目標(biāo)標(biāo)號(hào)為1到4的四個(gè)目標(biāo)的信息是準(zhǔn)確的，但是因?yàn)槌霈F(xiàn)了頻譜重疊，導(dǎo)致有兩個(gè)目標(biāo)無法得到準(zhǔn)確的結(jié)果.此外，本文所提方法不需要用到目標(biāo)一維距離像的形狀、面積等信息，只需利用一維距離像的峰值位置信息和幅度大小信息，進(jìn)一步提升了該方法的魯棒性和適用范圍.而且，該方法能在低信噪比下實(shí)現(xiàn)對(duì)多目標(biāo)的參數(shù)估計(jì).

表8　文獻(xiàn)[10]所提方法得到的結(jié)果

表9　文獻(xiàn)[11]所提方法得到的結(jié)果

6結(jié)論

本文提出了一種多目標(biāo)參數(shù)估計(jì)方法，該方法充分利用了峰值配對(duì)能夠得到目標(biāo)準(zhǔn)確速度這一特點(diǎn)，通過對(duì)包絡(luò)走動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，再通過峰值重配對(duì)和虛假目標(biāo)剔除的方法，得到了多目標(biāo)的參數(shù)信息.仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的準(zhǔn)確性和有效性，并能在低信噪比下完成對(duì)多目標(biāo)的參數(shù)估計(jì).

參考文獻(xiàn)

[1]Jean-PhilippeWasselin,Sebastien Mazuel,et al.FMCW radar system for detection and classification of small vessels in high sea state conditions[A].Proceedings of the 42nd European Microwave Conference[C].Amsterdam:IEEE,2012.29-32.

[2]李東,廖桂生,王威,等.直升機(jī)載調(diào)頻連續(xù)波旋轉(zhuǎn)式SAR信號(hào)分析與成像算法研究[J].電子與信息學(xué)報(bào),2013,35(10):2460-2466.

Li Dong,Liao Gui-sheng,Wang Wei,et al.Performance analysis and image formation algorithm for helicopter-borne rotating synthetic radar using frequency modulated continue waveform[J].Journal of Electronics and Information Technology,2013,35(10):2460-2466.(in Chinese)

[3]羅運(yùn)華,宋紅軍,王宇,等.基于精確二維頻譜的調(diào)頻連續(xù)波SAR動(dòng)目標(biāo)特性分析[J].電子與信息學(xué)報(bào),2013,35(8):1834-1840.

Luo Yun-hua,Song Hong-jun,Wang Yu,et al.Characteristics analysis of moving target in frequency-modulation continuous-wave SAR based on an accurate 2-D spectrum[J].Journal of Electronics and Information Technology,2013,35(8):1834-1840.(in Chinese)

[4]梁毅,王虹現(xiàn),刑孟道,等.調(diào)頻連續(xù)波SAR慢速動(dòng)目標(biāo)參數(shù)估計(jì)與成像[J].系統(tǒng)工程與電子技術(shù),2011,33(5):1001-1006.

Liang Yi,Wang Hong-xian,Xing Meng-dao,et al.Slow ground moving target parameter estimation and imaging in FMCW SAR[J].Systems Engineering and Electronics,2011,33(5):1001-1006(in Chinese).

[5]楊建宇.LFMCW雷達(dá)信號(hào)模糊函數(shù)分析[J].信號(hào)處理,2002,18(1):39-42.

Yang Jian-yu.Ambiguity function of LFMCW radar signal[J].Signal Processing,2002,18(1):39-42.(in Chinese)

[6]張容權(quán),楊建宇,熊金濤,等.對(duì)稱三角線性調(diào)頻連續(xù)波信號(hào)模糊函數(shù)分析[J].電子學(xué)報(bào),2004,32(3):353-356.

Zhang Rong-quan,Yang Jian-yu,Xiong Jin-tao,et al.Analysis of ambiguity function of symmetrical triangular linear frequency modulation continuous wave signal[J].Acta Electronic Sinica,2004,32(3):353-356.(in Chinese)

[7]史林,張琳.調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)頻譜配對(duì)信號(hào)處理方法[J].西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2003,30(4):534-538.

Shi Lin,Zhang Lin.The signal processing based on the partner for frequency modulation continuous wave radars[J].Journal of Xidian University,2003,30(4):534-538(in Chinese).

[8]Eugin Hyun,Jong-hun Lee.A method for multi-target range and velocity detection in automotive FMCW radar[A].12th International IEEE Conference on Intelligent Transportation Systems[C].Atlanta:IEEE,2009.

[9]吳禮,彭樹生,肖澤龍,等.對(duì)稱三角線性調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)信號(hào)多周期模糊函數(shù)分析[J].南京理工大學(xué)學(xué)報(bào),2009,33(1):74-78.

Wu Li,Peng Shu-sheng,Xiao Ze-long,et al.Muli-period ambiguity function analysis of symmetrical triangle linear frequency modulation continuous wave signals[J].Journal of Nanjing University of Science and Technology,2009,33(1):74-78.(in Chinese)

[10]楊建宇,凌太兵,賀峻.LFMCW雷達(dá)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)與距離速度去耦合[J].電子與信息學(xué)報(bào),2004,26(2) ;169-173.

Yang Jian-yu,Ling Tai-bing,He Jun.MTD and range-velocity decoupling of FLMCW radar[J].Journal of Electronics and InformationTechnology,2004,26(2) ;169-173.(in Chinese)

[11]劉貴喜,凌文杰.LFMCW雷達(dá)密集運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)[J].紅外與毫米波學(xué)報(bào),2005,24(1):76-80.

Liu Gui-xi,Ling Wen-jie.Dense-moving target detection of LFMCW radar[J].Journal Infrared Millimeter and Waves,2005,24(1):76-80.(in Chinese)

[12]肖漢,楊建宇,熊金濤.LFMCW雷達(dá)多目標(biāo)MTD-速度配對(duì)法[J].電波科學(xué)學(xué)報(bào),2005,20(6):712-715.

Xiao Han,Yang Jian-yu,Xiong Jin-tao.Method combining MTD with velocity pairing for LFMCW radar[J].Chinese Journal of Radio Science,2005,20(6):712-715.(in Chinese)

[13]保錚,邢孟道,王彤.雷達(dá)成像技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2005,24-25.

劉奇勇男，1990年生于湖南邵陽.碩士研究生，研究方向?yàn)槔走_(dá)成像與目標(biāo)識(shí)別.

E-mail：lqyong0515@163.com

羅迎男，1984年生于湖南益陽，講師.研究方向?yàn)槔走_(dá)成像與目標(biāo)識(shí)別.

Multi-target Parameter Estimation in Symmetry Triangular LFMCW Radar Based on Envelope Compensation

LIU Qi-yong1,LUO Ying1,GAO Shang-wei2,OUYANG Cheng2,ZHANG Qun1

(1.SchoolofInformationandNavigation,AirForceEngineeringUniversity,Xi’an,Shaanxi710077,China;2.ScienceandTechnologyonElectronicInformationControlLaboratory,Chengdu,Sichuan610036,China)

Abstract:Multi-target parameter estimation is a difficult problem in moving target detecting of symmetry triangular linear frequency modulation continuous wave (STLFMCW) radar.A method for multi-target parameter estimation,which mainly uses the envelope migration,is proposed.Firstly,the motion model of multi-target is established,and the error factor which causes envelope migration is derived by analyzing the echo signal of the targets.Then,the velocity matrix,which contains the velocity information of targets,is obtained by pairing the peaks value of positive frequency modulation signal and negative frequency modulation signal.Furthermore,the ambiguous targets can be detected by using the velocity matrix to achieve the echo’s envelope migration compensation and then re-pairing the compensated peaks.Finally,the targets accurate information is obtained by rejecting the false targets.The effectiveness of the proposed method is demonstrated by simulations.

Key words:multi-target;parameter estimation;symmetry triangular linear frequency modulation continuous wave (STLFMCW);peaks value pairing

作者簡(jiǎn)介

DOI:電子學(xué)報(bào)URL:http://www.ejournal.org.cn10.3969/j.issn.0372-2112.2016.003.007

中圖分類號(hào):TN957.51

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0372-2112 (2016)03-0541-07

基金項(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金(No.61201369，No.61172169);陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目(No.2013JQ8008)

收稿日期:2014-06-24;修回日期:2014-12-03；責(zé)任編輯：藍(lán)紅杰