基于模型匹配的脉冲雷达的超分辨率距离检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及近场超宽带时域窄脉冲雷达探测技术领域，特别涉及一种基于模型匹 配的脉冲雷达的超分辨率距离检测方法。
【背景技术】
[0002] 近场超宽带时域窄脉冲雷达（UWB，Ultra-Wide-BandImpulseRADAR)目前已经广 泛应用于各种近场成像探测和精细目标特性检测场合。UWB成像质量和目标检测性能很大 程度上依赖于其实际应用时的时间-距离分辨率检测精度。传统UWB或者连续波雷达一般 使用各种恒虚警检测方法来进行完成目标的时间_距离分辨率特性检测，该方法主要利用 回波的能量统计分布特性得到各种不同的统计平均检测方法，其分辨率受限于传统UWB检 测方法的理论分辨率水平。当目标尺寸超过探测信号的脉冲宽度或时间相干长度时，该方 法的实际分辨率估计特性会显著下降。
[0003] 因此如何保持实际分辨率估计特性，获得更为精细的目标检测性能和更好的成像 质量成为目前亟待解决的问题之一。
【发明内容】
[0004] 本发明的技术方案解决的技术问题是保持实际分辨率估计特性，获得更为精细的 目标检测性能和更好的成像质量。
[0005] 为了实现上述发明目的，本发明的技术方案提供了一种基于模型匹配的脉冲雷达 的超分辨率距离检测方法，包括：
[0006] 步骤S1 :使用恒虚警和最小二乘法经过K次迭代求解出一组距离和幅度集合 [tk，，Ak]，包括：
[0007]101 :确定回波采集信号b(t)，发射信号k(t)，散射点目标个数K和预定误差极限 e;
[0008] 102 :初始化迭代参数k= 1;m= 0 ;Ai= 0 ;ti= 〇, 了。=〇〇 ;y(t) =b(t)，其中 k和m为自然数，t为时间变量，y(t)为当前残留回波信号，J为模型匹配误差信号；
[0009] 103 :使用恒虚警和最小二乘法估计出在所述当前残留回波信号y(t)中能量最强 的目标特性参数tk，Ak;
[0010] 104 :判断m= 0条件是否满足，如果不满足，进入步骤S2进行第二轮迭代估计；
[0011] 105 :判断k<K条件是否满足，如果不满足，进入步骤S2进行第二轮迭代估计；
[0012] 106 :若m不为零且k彡K，则从所述当前残留回波信号y⑴中减去该目标回波信 号AkbQ (t-tk)，并令k=k+1，进入下一次迭代；
[0013] 步骤S2,根据第一轮迭代估计得到的距离和幅度集合[tk，，Ak]，在第一轮迭代退 出时，通过计算模型匹配误差和前后两次匹配残留误差之差进行第二轮迭代估计。
[0014] 可选的，所述在第一轮迭代退出时是指k>K时退出第一轮迭代。
[0015]可选的，所述根据第一轮迭代估计得到的距离和幅度集合[Tk，，Ak]，在第一轮迭 代退出时，通过计算模型匹配误差和前后两次匹配残留误差之差进行第二轮迭代估计包 括：
[0016] 201 :令m=m+1，k= 1 ;
[0017] 202:计算模型匹配误差
【主权项】
1. 一种基于模型匹配的脉冲雷达的超分辨率距离检测方法，其特征在于，包括： 步骤Sl :使用恒虚警和最小二乘法经过K次迭代求解出一组距离和幅度集合 [T k，，Ak]，包括： 101:确定回波采集信号b(t)，发射信号bjt)，散射点目标个数K和预定误差极限ε ; 102 :初始化迭代参数 k = I ;m = 0 A1= 0 ; τ 1= 〇, Jci=OO ;y(t) = b(t)，其中 k 和 m为自然数，t为时间变量，y(t)为当前残留回波信号，J为模型匹配误差信号； 103 :使用恒虚警和最小二乘法估计出在所述当前残留回波信号y(t)中能量最强的目 标特性参数τ k，Ak; 1〇4 :判断m = 〇条件是否满足，如果不满足，进入步骤S2进行第二轮迭代估计； 105 :判断k < K条件是否满足，如果不满足，进入步骤S2进行第二轮迭代估计； 106 :若m不为零且k彡K，则从所述当前残留回波信号y(t)中减去该目标回波信号 AkbQ (t- τ k)，并令k = k+Ι，进入下一次迭代； 步骤S2,根据第一轮迭代估计得到的距离和幅度集合[τ k，，Ak]，在第一轮迭代退出时， 通过计算模型匹配误差和前后两次匹配残留误差之差进行第二轮迭代估计。
2. 如权利要求1所述的基于模型匹配的脉冲雷达的超分辨率距离检测方法，其特征在 于，所述在第一轮迭代退出时是指k > K时退出第一轮迭代。
3. 如权利要求1所述的基于模型匹配的脉冲雷达的超分辨率距离检测方法，其特征在 于，所述根据第一轮迭代估计得到的距离和幅度集合[T k，，Ak]，在第一轮迭代退出时，通过 计算模型匹配误差和前后两次匹配残留误差之差进行第二轮迭代估计包括： 201 :令 m = m+1，k = 1 ; 202 :计算模型匹配误差
203:判断相邻模型匹配误差之差是否满足条件Jm-Jlrt多ε ;如果满足，继续执行204 步骤进行迭代。否则，终止迭代过程，输出最终目标特性估计参数[Tk，，Ak]; 204 :计算当前目标特性估计残留误差信号
205 :令 k = k+Ι ; 206 :使用恒虚警和最小二乘法估计出在当前残留回波信号y(t)中能量最强的目标特 性参数T tAk并更新前次估计结果； 207 :判断m = 0条件是否满足，如果不满足，转入207步骤； 208 :判断k < K条件是否满足，如果满足，转入如果204步骤，反之则转入203步骤。
【专利摘要】一种基于模型匹配的脉冲雷达的超分辨率距离检测方法包括：使用恒虚警和最小二乘法经过K次迭代求解出一组距离和幅度集合；根据第一轮迭代估计得到的距离和幅度集合[τk，Ak]，在第一轮迭代退出时，通过计算模型匹配误差和前后两次匹配残留误差之差进行第二轮迭代估计。本发明的技术方案解决的技术问题是保持实际分辨率估计特性，获得更为精细的目标检测性能和更好的成像质量。
【IPC分类】G01S13-08
【公开号】CN104535991
【申请号】CN201410850946
【发明人】朱玉晓, 赵观星, 曹照清, 吴美武
【申请人】中国电子科技集团公司第五十研究所
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月31日