[發(fā)明專利]一種抑制雷達(dá)回波信號(hào)包絡(luò)移動(dòng)的補(bǔ)償方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810045149.6
• 申請(qǐng)日: 2008-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN101266294A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉紅明;何子述;李軍;韓春林;李會(huì)勇;陳客松
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S13/524
• 分類號(hào): G01S13/524;G01S13/74;H04L27/38
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，涉及雷達(dá)回波信號(hào)包絡(luò)移動(dòng)的抑制補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)：

隱身技術(shù)的發(fā)展給防空雷達(dá)系統(tǒng)帶來了空前的壓力。迫使雷達(dá)系統(tǒng)采取新的針對(duì)性的技術(shù)手段，長(zhǎng)時(shí)間相參積累技術(shù)能提高照射到目標(biāo)的電磁能量，增強(qiáng)雷達(dá)對(duì)目標(biāo)的檢測(cè)能力，成為非常關(guān)鍵的技術(shù)措施之一。特別在MIMO雷達(dá)等使用寬波束低增益天線的場(chǎng)合，這種技術(shù)不可或缺。

與此同時(shí)，固態(tài)射頻器件的發(fā)展也給雷達(dá)性能的提高帶來了新的契機(jī)，由于固態(tài)器件具有平均功率大而峰值功率小的特點(diǎn)，使用大時(shí)寬的線性調(diào)頻脈沖串信號(hào)是全固態(tài)相控陣?yán)走_(dá)提高雷達(dá)威力的同時(shí)維持目標(biāo)距離分辨能力的有效途徑。

脈沖多普勒雷達(dá)一般采用FFT技術(shù)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)回波信號(hào)的相參積累；使用線性調(diào)頻信號(hào)脈沖串時(shí)，則首先在每個(gè)雷達(dá)周期內(nèi)使用匹配濾波技術(shù)實(shí)現(xiàn)脈沖壓縮，再利用FFT技術(shù)實(shí)現(xiàn)回波信號(hào)的相參積累。

由于目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)，回波信號(hào)在不同雷達(dá)周期之間會(huì)出現(xiàn)微小的走動(dòng)，當(dāng)積累時(shí)間比較長(zhǎng)的時(shí)候，這種走動(dòng)將降低積累的效率，從而降低檢測(cè)概率和目標(biāo)參數(shù)的估計(jì)精度，并使積累得到的脈沖信號(hào)變寬，影響目標(biāo)參數(shù)的估計(jì)精度。

針對(duì)回波信號(hào)包絡(luò)的走動(dòng)，必須采取必要的補(bǔ)償措施以提高積累的效率，目前主要的補(bǔ)償方法有二種。第一類是楔石形(keystone)變換技術(shù)，它考慮了多譜勒頻率與信號(hào)頻率關(guān)系，通過慢時(shí)間的尺度變換達(dá)到消除包絡(luò)移動(dòng)的目的，此方法性能比較理想，適用的范圍也比較廣，但相對(duì)后續(xù)基于FFT快速積累處理所需要的矩形格式排列的數(shù)據(jù)，直接由時(shí)間變換得到的數(shù)據(jù)表現(xiàn)為楔石形形狀，必須使用插值方法以獲得需要的數(shù)據(jù)格式，運(yùn)算量非常大，即使利用線性調(diào)頻變換算法(CTA)后，其計(jì)算量依然很大(見保錚等著雷達(dá)成像技術(shù)第2章37～39頁(yè)相關(guān)部分電子工業(yè)出版社2005.4)；第二類方法是在快時(shí)間域完成匹配濾波處理的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，利用先驗(yàn)的或者假設(shè)的速度計(jì)算每個(gè)雷達(dá)周期里包絡(luò)的相對(duì)移動(dòng)，然后使用插值或移位的辦法實(shí)施補(bǔ)償，這個(gè)思路對(duì)探測(cè)波形的具體形式要求也不高，但由于同樣需要運(yùn)用插值算法，運(yùn)算量也比較大(見陳遠(yuǎn)征等基于包絡(luò)插值移位補(bǔ)償?shù)母咚龠\(yùn)動(dòng)目標(biāo)的積累檢測(cè)算法研究信號(hào)處理Vol.20?No.4?387-390?Aug.2004)。與此同時(shí)，無論是頻域還是時(shí)域，在信噪比較低的場(chǎng)合使用插值算法時(shí)，不同采樣之間的非相關(guān)性會(huì)破壞信號(hào)的幅相特性，出現(xiàn)較高的寄生旁瓣，并導(dǎo)致一定的信噪比損失。

FFT技術(shù)是快速傅立葉變換算法，該技術(shù)運(yùn)用在目標(biāo)積累的場(chǎng)合時(shí)，等效于一組等間隔排列并覆蓋所有可能速度通道的濾波器，能有效降低積累處理的計(jì)算量。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明提供一種抑制雷達(dá)回波信號(hào)包絡(luò)移動(dòng)的補(bǔ)償方法，它本質(zhì)上是一種基于匹配權(quán)控制(利用預(yù)置權(quán)值實(shí)現(xiàn)脈沖壓縮)的包絡(luò)移動(dòng)補(bǔ)償算法，適用于使用線性調(diào)頻信號(hào)(LFM)脈沖串時(shí)長(zhǎng)時(shí)間積累處理。采用本發(fā)明的方法可以根據(jù)粗略的速度范圍，實(shí)現(xiàn)包絡(luò)移動(dòng)的有效補(bǔ)償，有效提高運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)概率和參數(shù)估計(jì)精度。

為描述方便，首先確定下述定義：

常規(guī)積累處理：指不考慮包絡(luò)在雷達(dá)周期之間移動(dòng)時(shí)采用的積累處理方法，先在每個(gè)雷達(dá)周期內(nèi)使用基于匹配濾波的脈沖壓縮處理，再在不同的模糊距離上使用FFT技術(shù)實(shí)施脈沖信號(hào)的積累處理；

基于插值的包絡(luò)移動(dòng)補(bǔ)償：指陳遠(yuǎn)征等在《基于包絡(luò)插值移位補(bǔ)償?shù)母咚龠\(yùn)動(dòng)目標(biāo)的積累檢測(cè)算法研究》中使用的包絡(luò)線性插值和移位補(bǔ)償方法；

基于預(yù)乘補(bǔ)償矩陣的包絡(luò)移動(dòng)補(bǔ)償：指本發(fā)明使用的包絡(luò)移動(dòng)補(bǔ)償方法，事先需要準(zhǔn)備補(bǔ)償矩陣，積累處理前只需要將補(bǔ)償矩陣和信號(hào)矩陣相乘就可以實(shí)現(xiàn)包絡(luò)移動(dòng)補(bǔ)償?shù)哪康摹?/p>

為表達(dá)方便，記數(shù)字采樣的周期為Ts，發(fā)射載頻為f_c，單個(gè)駐留發(fā)射的脈沖數(shù)為M，雷達(dá)發(fā)射脈沖寬度為Tp，發(fā)射脈沖的周期為T，它們與采樣周期之間滿足整數(shù)倍的關(guān)系：

T＝N×Ts和Tp＝H×Ts????(1)

這里N、H為自然數(shù)。雷達(dá)發(fā)射信號(hào)表示為：