基于宽带模糊函数的时差时间尺度联合估计

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1、50航天电子对抗第27卷第4期基于宽带模糊函数的时差时间尺度联合估计吴宪岭，朱伟强(中国航天科工集团8511研究所，江苏南京210007)摘要：针对双站无源定位系统中的时差频差测量问题，从时差频差产生的根本原因入手，研究了利用宽带模糊函数对宽带雷达信号进行时差时间尺度联合估计的快速算法。仿真验证了算法的性能。结果表明，针对宽带信号，该算法有良好的时差时间尺度估计性能。关键词：时差；时间尺度；宽带模糊函数中图分类号：TN97文献标识码：AJointestimationofTDOAandtime-scalebase

2、donWBAFWuXianling，ZhuWeiqiang(No．8511ResearchInstituteofCASIC，Nanjing210007，Jiangsu，China)Abstract：Tosolvethemeasurementproblemsoftimedifferentialofarrival(TDOA)anddifferentialDoppleroffset(DFO)indual—stationpassivelocationsystem，byanalyzingthesourcesofTDOAa

3、ndDFOfirstly，3nalgorithmofjointfastestimationofTDOAandtime—scaleisstudiedbasedonwide—band—ambiguityfunction(WBAF)．Thecapabilityofthealgorithmistestedbysimulation．TheresultsshowthatthealgorithmhasfineestimationcapabilityofTDOAandtime—scaletowardswide-bandsign

4、als．Keywords：TDOA；time～scale；WBAF常见的宽带雷达，通常具有较大的时宽带宽积(冲0引言击雷达不在考虑范围)，因此多普勒效应已经不能简单常规雷达大多符合窄带信号模型，即信号带宽地用一个频移代替。B《f0。由于窄带信号距离分辨力较低，只能将观测1时延与时间尺度推导目标作为“点”目标处理，而现代雷达除了检测和测量目标位置，还要求对目标类型进行分类识别。因此高设辐射源发射的信号为()，不考虑噪声，两颗卫分辨力雷达相应发展起来。在20世纪50年代末首次星接收的信号分别为：得到验证的合成孔径雷

5、达是高分辨力的典型。现代雷zl(￡)=A1S(a1(t—T1))(2)达在提高分辨力方面有了长足的发展。大带宽信号具z2()=A2s(a2(t—T2))(3)有脉冲压缩特性，其脉宽T与带宽B的乘积大于1，式中，A和A为两颗卫星所接收信号的功率与发射一般采用TB》1。大时宽带宽信号一般具有较低的信号的功率的比值；T。和T为信号从辐射源到两颗发射功率峰值，因此还具有低截获概率的优点。因此卫星之间的延迟时间；a1=1一1C和n2=1一2CI1相应的辐射源无源定位技术也要紧跟形势，对宽带信分别为多普勒效应对信号的影响，

6、73和。为两颗卫号辐射源具有定位能力。星相对辐射源的径向速度。雷达的目标距离分辨力反比于其发射信号的带由公式(2)和(3)可以得到：宽，基本的关系式为：z2()=Bx1(n(t—r))(4)△R=C(2B)(1)式中，B=A2／A1；r=T2一T1为时差；d=a2／a1为卫星式中，C为光速；B为信号带宽。2所接收信号相对于卫星1所接收信号的多普勒尺度。在窄带模型中，多普勒频差的定义为：收稿日期：2011一O4—15；2011—06—26修回。作者简介：吴宪岭(1984一)，男，硕士研究生，主要研究方向为信fd=

7、f0C一(1～2)(5)息与信号处理。式中，为信号的载波频率。2011(4)吴宪岭，等：基于宽带模糊函数的时差时间尺度联合估计51对于相对带宽大于10％的信号，信号频率不能简减小计算的复杂性。对于信号XM(1，2)的频谱为：单用载频，0代替，同样多普勒频差随着信号频率改变XM(是)=FFT(z~i())而改变。即公式(5)中的与厂0都不再可以简化为=∑N-1zM()exp(一2nikn／N)(15)恒定的值。因此，相对多普勒需要新的测量方法。对式中，k=0，1，⋯，N一1。公式(4)中的a直接进行测量更满足定位

8、的需求。公式(12)相当于两个信号z。(一an)和z()在=n2a1=(c一)／(c一1)≈1+(l一2)／c(6)时域上的卷积。由信号系统理论可知，时域上的卷积比较公式(5)和(6)可知，在窄带模型中，a一1与的FFT，相当于频域上的积嘲。／相互等价，而在宽带模型中，对a进行测量更符在时域上求解式x(伽)比较麻烦，但是映射到合实际需求。频域上，只需要控制FFT点数，即可得到z(n)相