中国人民解放军海军航空大学青岛校区彭志刚获国家专利权
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龙图腾网获悉中国人民解放军海军航空大学青岛校区申请的专利基于校正算法的超高速目标检测仿真系统及方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN113962080B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-15发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202111220574.6,技术领域涉及:G06F30/20;该发明授权基于校正算法的超高速目标检测仿真系统及方法是由彭志刚;罗斯福;张洪群;王思臣;刘开元设计研发完成,并于2021-10-20向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于校正算法的超高速目标检测仿真系统及方法在说明书摘要公布了:本发明涉及基于校正算法的超高速目标检测仿真系统及方法,包含基于校正算法的长时间相参积累、目标特性提取和校正算法性能评估三大模块,给出了基于校正算法的长时间相参积累效果的提升情况,完成了长时间相参积累效果的全方位评估,系统可为校正算法的分析验证提供了良好的验证平台。本发明设计合理且使用方便。
本发明授权基于校正算法的超高速目标检测仿真系统及方法在权利要求书中公布了:1.一种基于校正算法的超高速目标检测仿真方法,其特征在于:执行以下步骤, S1,通过雷达的校正算法对回波信号进行技术处理; S1.1,对距离维校正; 首先,设雷达发射信号形式为线性调频波,则在一个扫描间其形式表达如下: (1); 式中:为线性调频波的基带信号,;为雷达的脉冲重复周期;t是时间变量,Tp是脉冲宽度;为雷达发射信号的载频;m为雷达一次扫描间的脉冲序号; 参数j是虚部标志;Kf是线性调配波s(t)的调频率; 然后,则推导出雷达的回波经过下变频和脉冲压缩后的频域形式为: (2) 式中:,称为慢时间;,称为快时间; a是匀速直线运动的目标加速度tm是慢时间维tm=mTr,m为脉冲序列号,Tr为脉冲重复周期;vt是目标径向速度,fc是雷达线性调频波的载波频率,fo=fc;Ro是目标初始距离,c是光速,B的线性调频波的带宽; 其次,从公式(2)推导出距离维的包络中心移动是由于慢时间维对频率的尺度变换作用,而keystone算法通过对的变量代换,回波形式变为: (3); tom是尺度变换后的慢时间维,是快时间维;则从公式(3)推导出通过keystone算法将回波的包络中心进行了集中; S1.2,通过多普勒维算法校正; 首先,基于从(3)式发现距离维的走动是由于存在慢时间维的二阶相位项,通过对二阶相位项进行补偿校正多普勒维的走动;然后,将多普勒维校正问题转化为二阶项参数估计问题,HAF算法通过定义二阶瞬时矩: (4); 其次,通过二阶瞬时矩计算得到: (5); 式中:,其中为雷达信号波长,x1(t),x2(t)为定义的的一阶矩和二阶矩,为数学表示形示,b1为二阶矩的载频,b0为二阶矩的初相;t0为根据运算定义的一个延迟时间,本系统取0.2; 再次,HAF算法通过二阶瞬时矩的运算将二阶项参数估计问题转化为点频信号频率测量问题,从而实现高超音速目标回波的校正; S2,设计长时间相参积累效果评估系统; S2.1,建立基于校正算法的相参积累效果评估体系; 其中,基于校正算法的雷达长时间相参积累效果评估体系包括回波信号校正能力部分与目标检测能力部分;其中, 回波信号校正能力部分包括距离维校正偏差范围、多普勒维参数估计误差和回波信号校正时间; 目标检测能力部分包括信噪比改善值、探测威力变化、虚紧目标个数和目标截获概率,以反映经过校正算法后,长时间相参积累效果的改善情况; S2.2,根据S2.1,设计基于校正算法的预警效果仿真评估系统 其中,基于校正算法的预警效果仿真评估系统,包括 基于校正算法的长时间相参积累仿真部分,其用来生成指定模拟目标的运动参数或随机生成目标参数,并产生对应的雷达回波信号,将其加入雷达接收机并加入指定幅值和类别或随机生成的系统噪声,通过正交下变频、脉冲压缩的雷达信号处理后,以选择的keystone算法的实现方法进行距离维校正和HAF算法的多普勒维校正,在校正的基础上进行相参积累; 目标特性提取仿真部分,其用来对基于校正算法的长时间相参积累仿真部分相参积累结果进行恒虚警检测,根据信号输入自动生成检测门限,对目标进行搜索,若判别存在目标后,通过校正后的回波信号特征参数提取目标运动状态,其中目标的径向初速度通过校正后的回波多普勒频移提取;目标的径向加速度通过HAF算法的参数估计提取;目标的距离由经过校正后的回波延时提取,使用clear算法清除该目标的影响,转入下一轮目标搜索,直至判别无目标或执行退出操作; 基于校正算法的长时间相参积累效果性能评估部分,用来计算经过校正后雷达对高超音速目标检测水平的变化情况,包括信噪比改善值、探测威力变化、虚警目标个数和目标截获概率,并判别目标参数提取的准确性。
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