3.2 算法实现
按图1所示流程,数 据 经CFAR滑 窗 处 理 之
后,形成的是K×L的矩阵,如图9所示,K为总通
道数,L为总距离单元数,单目标情况下,在CFAR
结果中找出 强 度 最 大 的 一 个 值,该 值 所 对 应 的 行
数即为用选 大 法 测 得 的 目 标 所 在 通 道 号,列 数 是
目标距离单 元 数,从 该 位 置 处 沿 距 离 向 分 别 前 推
和后推检测,直 到 分 别 有 三 个 连 续 零 点 出 现 则 结
束,在起始点和结束点之间,记录从第一个强度不
为零的点到最后一个强度不为零的点之间的所有
点的强度、对应的距离单元和跨距离单元个数,根
据所跨距离单元的个数用不同的算法做插值估计
出目标的精确位置。
根 据 所 跨 距 离 单 元 个 数 的 不 同 采 用 的 三 种
算 法:①对 于 跨 一 个 距 离 单 元 的 情 况直接把该
距离单元号作为目标位置;②对于跨两个距离单
元情况采用 的 处 理 方 法 是,提 取 其 距 离 单 元 号 和
对应的强度,设相对大的距离单元号为ui,对应的
强度为Ai,较小的距离单元号为ui-1,对应的强度
为Ai-1,则距离单元插值为S1 =Ai-1/(Ai+Ai-1)
或者S2 = Ai/(Ai +Ai-1),则 目 标 位 置 估 计 为
u=ui-S1 或者u=ui-1+S2;③对 于 跨3个 及
3个 以 上 距 离 单 元 时 的 处 理 方 法 是,采 用 梯 形 近
似,以 每 个 距 离 单 元 对 应 的 强 度 作 为 梯 形 一 个
底,各 梯 形 高 度 均 为1,求 目 标 回 波 总 面 积S,则
其 面 积 的 一 半 记 为S1 =S/2,则 存 在 从 起 点 至
M 号 距 离 单 元 的 面 积 为S2 和 从 起 点 至M+1号
距 离 单 元 的 面 积 为S3,且 满 足S3 >S1 >S2,那
么代表目标距离的最大值点应落在M 和M+1之
间,插值为(S3-S1)/(S3-S2),则目标位置估计
为u=M+1-(S3-S1)/(S3-S2)。
测速方法 同 测 距 的 方 法 类 似,在 找 出CFAR
结果中强度 最 大 值 的 位 置 以 后,确 定 其 通 道 号 和
距离单元 号,从该位置开始,沿通道向向上推至有
零点出现或者至零通道,再向下推至有零点出现或
者至最后一个通道即结束,记录这两个零点之间所
有通道号和其对应的强度,根据其所跨通道的个数
选择不同的算法,算法同上,只需将上述算法中的
距离单元改为通道,目标位置改为目标速度。
其算法流程图如图10所示。
4 计算机仿真分析
参数设定:雷达发射波为线性调频信号,脉冲
重复周期为250μs,信号时宽为15μs,信号带宽为
10MHz,采 样 频 率 为30MHz,脉 冲 积 累 数 为16,
距离量化单元宽度为5m,仿真的目标距离范围为
4 785~4 800m,目标速度范围为12~19m/s,信噪
比设为12dB,单目标情况下仿真图如图11,12和
13所示。
由图11和图12测距误差比较图得出,在无噪
声时测距精 度 要 稍 优 于 有 噪 声 情 况,可 见 测 距 精
度还受到噪 声[11]的 影 响,因 此 要 想 获 得 更 高 的 精
度,必须对 回 波 信 号 作 降 噪 处 理。利 用 选 大 法 测
距时最大误差达到2.5m,而用插值法测距时最大
054 雷达科学与技术 第9卷第5期
2022-12-12 23:49:20
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插值法
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