基于模型匹配的脈沖雷達的超分辨率距離檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及近場超寬帶時域窄脈沖雷達探測技術領域，特別涉及一種基于模型匹 配的脈沖雷達的超分辨率距離檢測方法。
【背景技術】
[0002] 近場超寬帶時域窄脈沖雷達（UWB，Ultra-Wide-BandImpulseRADAR)目前已經廣 泛應用于各種近場成像探測和精細目標特性檢測場合。UWB成像質量和目標檢測性能很大 程度上依賴于其實際應用時的時間-距離分辨率檢測精度。傳統UWB或者連續波雷達一般 使用各種恒虛警檢測方法來進行完成目標的時間_距離分辨率特性檢測，該方法主要利用 回波的能量統計分布特性得到各種不同的統計平均檢測方法，其分辨率受限于傳統UWB檢 測方法的理論分辨率水平。當目標尺寸超過探測信號的脈沖寬度或時間相干長度時，該方 法的實際分辨率估計特性會顯著下降。
[0003] 因此如何保持實際分辨率估計特性，獲得更為精細的目標檢測性能和更好的成像 質量成為目前亟待解決的問題之一。
【發明內容】
[0004] 本發明的技術方案解決的技術問題是保持實際分辨率估計特性，獲得更為精細的 目標檢測性能和更好的成像質量。
[0005] 為了實現上述發明目的，本發明的技術方案提供了一種基于模型匹配的脈沖雷達 的超分辨率距離檢測方法，包括：
[0006] 步驟S1 :使用恒虛警和最小二乘法經過K次迭代求解出一組距離和幅度集合 [tk，，Ak]，包括：
[0007]101 :確定回波采集信號b(t)，發射信號k(t)，散射點目標個數K和預定誤差極限 e;
[0008] 102 :初始化迭代參數k= 1;m= 0 ;Ai= 0 ;ti= 〇, 了。=〇〇 ;y(t) =b(t)，其中 k和m為自然數，t為時間變量，y(t)為當前殘留回波信號，J為模型匹配誤差信號；
[0009] 103 :使用恒虛警和最小二乘法估計出在所述當前殘留回波信號y(t)中能量最強 的目標特性參數tk，Ak;
[0010] 104 :判斷m= 0條件是否滿足，如果不滿足，進入步驟S2進行第二輪迭代估計；
[0011] 105 :判斷k<K條件是否滿足，如果不滿足，進入步驟S2進行第二輪迭代估計；
[0012] 106 :若m不為零且k彡K，則從所述當前殘留回波信號y⑴中減去該目標回波信 號AkbQ (t-tk)，并令k=k+1，進入下一次迭代；
[0013] 步驟S2,根據第一輪迭代估計得到的距離和幅度集合[tk，，Ak]，在第一輪迭代退 出時，通過計算模型匹配誤差和前后兩次匹配殘留誤差之差進行第二輪迭代估計。
[0014] 可選的，所述在第一輪迭代退出時是指k>K時退出第一輪迭代。
[0015]可選的，所述根據第一輪迭代估計得到的距離和幅度集合[Tk，，Ak]，在第一輪迭 代退出時，通過計算模型匹配誤差和前后兩次匹配殘留誤差之差進行第二輪迭代估計包 括：
[0016] 201 :令m=m+1，k= 1 ;
[0017] 202:計算模型匹配誤差
【主權項】
1. 一種基于模型匹配的脈沖雷達的超分辨率距離檢測方法，其特征在于，包括： 步驟Sl :使用恒虛警和最小二乘法經過K次迭代求解出一組距離和幅度集合 [T k，，Ak]，包括： 101:確定回波采集信號b(t)，發射信號bjt)，散射點目標個數K和預定誤差極限ε ; 102 :初始化迭代參數 k = I ;m = 0 A1= 0 ; τ 1= 〇, Jci=OO ;y(t) = b(t)，其中 k 和 m為自然數，t為時間變量，y(t)為當前殘留回波信號，J為模型匹配誤差信號； 103 :使用恒虛警和最小二乘法估計出在所述當前殘留回波信號y(t)中能量最強的目 標特性參數τ k，Ak; 1〇4 :判斷m = 〇條件是否滿足，如果不滿足，進入步驟S2進行第二輪迭代估計； 105 :判斷k < K條件是否滿足，如果不滿足，進入步驟S2進行第二輪迭代估計； 106 :若m不為零且k彡K，則從所述當前殘留回波信號y(t)中減去該目標回波信號 AkbQ (t- τ k)，并令k = k+Ι，進入下一次迭代； 步驟S2,根據第一輪迭代估計得到的距離和幅度集合[τ k，，Ak]，在第一輪迭代退出時， 通過計算模型匹配誤差和前后兩次匹配殘留誤差之差進行第二輪迭代估計。
2. 如權利要求1所述的基于模型匹配的脈沖雷達的超分辨率距離檢測方法，其特征在 于，所述在第一輪迭代退出時是指k > K時退出第一輪迭代。
3. 如權利要求1所述的基于模型匹配的脈沖雷達的超分辨率距離檢測方法，其特征在 于，所述根據第一輪迭代估計得到的距離和幅度集合[T k，，Ak]，在第一輪迭代退出時，通過 計算模型匹配誤差和前后兩次匹配殘留誤差之差進行第二輪迭代估計包括： 201 :令 m = m+1，k = 1 ; 202 :計算模型匹配誤差
203:判斷相鄰模型匹配誤差之差是否滿足條件Jm-Jlrt多ε ;如果滿足，繼續執行204 步驟進行迭代。否則，終止迭代過程，輸出最終目標特性估計參數[Tk，，Ak]; 204 :計算當前目標特性估計殘留誤差信號
205 :令 k = k+Ι ; 206 :使用恒虛警和最小二乘法估計出在當前殘留回波信號y(t)中能量最強的目標特 性參數T tAk并更新前次估計結果； 207 :判斷m = 0條件是否滿足，如果不滿足，轉入207步驟； 208 :判斷k < K條件是否滿足，如果滿足，轉入如果204步驟，反之則轉入203步驟。
【專利摘要】一種基于模型匹配的脈沖雷達的超分辨率距離檢測方法包括：使用恒虛警和最小二乘法經過K次迭代求解出一組距離和幅度集合；根據第一輪迭代估計得到的距離和幅度集合[τk，Ak]，在第一輪迭代退出時，通過計算模型匹配誤差和前后兩次匹配殘留誤差之差進行第二輪迭代估計。本發明的技術方案解決的技術問題是保持實際分辨率估計特性，獲得更為精細的目標檢測性能和更好的成像質量。
【IPC分類】G01S13-08
【公開號】CN104535991
【申請號】CN201410850946
【發明人】朱玉曉, 趙觀星, 曹照清, 吳美武
【申請人】中國電子科技集團公司第五十研究所
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月31日