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专利名称：一种基于分数阶Fourier变换的宽带线性调频脉冲测距方法
技术领域：
本发明涉及电子和通信工程领域，具体涉及一种利用线性调频脉冲实现高分辨测距的方法。无线电波在均勻介质中以固定的速度直线传播(在自由空间传播速度约为光速 C)。如

图1所示，观测点位于A点，目标位于B点，则目标至观测点的距离(即斜距)R可以通过测量电波往返一次所需的时间tK得到，即R = CXtK/2。而tK就是回波相对于发射信号的延迟，因此，目标距离测量就是要精确测定延迟时间tK。在雷达工作区域内往往有多种目标出现，目标分辨力是指在多目标环境下雷达能否将两个或两个以上邻近目标区分开来的能力。分辨目标依靠目标回波参量之间的差别，目标的参量包括位置参量(距离、方位、 仰角)和运动参量(速度、加速度)，只有一个以上的参量具有足够的差别才足以区分两个目标。为了解决简单脉冲信号的距离分辨力和作用距离相互矛盾的问题而提出了脉冲压缩技术，其通过对大时宽带宽积信号进行脉压来同时获得长脉冲的大能量和短脉冲的高分辨。常用的大时宽带宽积信号有线性调频信号、二相编码信号等。其中，线性调频信号是研究得最早而又应用最广泛的一种脉冲压缩信号，针对线性调频信号的脉冲压缩不仅应用于常规脉冲压缩雷达，也应用在合成孔径雷达。线性调频脉冲压缩的数字实现方式主要有时域卷积和频域匹配滤波两种。两者效果相同，后者因运算量较小(要分别经过一次FFT、复加权和一次逆FFT，如图2所示，所以运算量约为0(2NlogN)，N为采样点数)而在实际应用中更为广泛。但是经过线性调频脉冲压缩后的回波信号仅是反映时延信息的窄脉冲包络， 而丢失了调制信息。这不仅不便于衔接其他的处理手段(如时频滤波、DOA估计等)，也不利于回波信号的技术参数提取和目标识别。近年来，分数阶Rmrier变换理论得到了迅猛的发展。分数阶Rmrier变换定义式如下
权利要求
1.一种基于分数阶i^ourier变换的宽带线性调频脉冲测距方法，其特征在于本发明包括以下四个步骤，其中(1)依据最大探测距离、最小探测距离、距离分辨率等指标来确定脉冲重复周期、线性调频脉冲时宽和调频率；(2)确定基带信号采样频率和分段处理时长；(3)发射宽带线性调频脉冲信号，接收目标回波，并对回波信号下变频到基带，采样后作预滤波处理，以提高信噪比；(4)分段处理采样信号，在最优的分数阶Rmrier变换域逐个对各分段信号进行门限检测和距离估计。
2.根据权利要求1所述的一种基于分数阶Rmrier变换的宽带线性调频脉冲测距方法，其特征在于步骤O)中分段处理时长％ = 9/扎，其中Q为脉冲重复周期， 为自然数，表示分段数目，且
3.根据权利要求1所述的一种基于分数阶Rmrier变换的宽带线性调频脉冲测距方法，其特征在于，步骤中的第i个分段采样信号ri,b(k)，l彡k< +l，i e [1，UJ的距离估计子为！
全文摘要
本发明涉及电子和通信工程领域，具体涉及一种利用线性调频脉冲实现高分辨测距的方法。包括如下步骤(1)根据系统要求，确定脉冲重复周期、线性调频脉冲时宽和调频率；(2)确定基带信号采样频率和分段处理时长；(3)发射宽带线性调频脉冲信号，下变频后采样接收目标回波，并作预滤波；(4)分段处理采样信号，在最优的分数阶Fourier变换域逐个对各分段信号进行门限检测和距离估计。本发明在保证与线性调频脉冲频域压缩性能相当的前提下，减小了约一半的运算量，且保留了回波信号的幅度和相位信息，便于与其他信号处理环节相衔接。
文档编号G01S7/32GK102279396SQ20111016506
公开日2011年12月14日 申请日期2011年6月8日 优先权日2011年6月8日
发明者刘贤忠, 张韫, 邓兵 申请人:邓兵