[發(fā)明專利]一種OFDM雷達距離像處理的新方法

有效

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• 申請日: 2014-07-09
• 公開（公告）號: CN104062641A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 廖勇;陳歡;許錦;何娟
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提出的處理OFDM雷達距離像的新方法屬于雷達信號領(lǐng)域，具體主要涉及相關(guān)性函數(shù)和OFDM技術(shù)。

背景技術(shù)

目前，雷達距離像的分析提取與測量研究多基于常用的窄帶和寬帶雷達信號體制。窄帶雷達信號，包括連續(xù)波和相參脈沖信號，可以從理論上揭示微動目標產(chǎn)生多普勒的原理并可以獲得較好的多普勒分辨，但無法進行距離分辨，當目標結(jié)構(gòu)復雜時很難進行有效的特征提取；常用的寬帶雷達信號，如線性調(diào)頻(LFM)、步進頻(SF)信號，可以獲得較高的距離分辨，但LFM本身存在距離多普勒模糊，而SF信號存在距離多普勒耦合。因此，設(shè)計一種同時具有高距離分辨率和高多普勒分辨率，并且無距離多普勒耦合的雷達信號是判斷雷達性能好壞的關(guān)鍵。

OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing)雷達通過同時發(fā)射多個載頻合成大帶寬，實現(xiàn)高距離分辨，同時又能進行多普勒處理，因而具備同時提取窄帶微多普勒和寬帶高分辨特征的能力，并且不存在距離多普勒耦合，模糊函數(shù)近似理想的圖釘狀，對于信號特征提取和測量有很大潛在優(yōu)勢。

OFDM技術(shù)由于易實現(xiàn)頻譜資源控制和無線環(huán)境下的高速傳輸首先應(yīng)用于通信領(lǐng)域。Jankiraman等人于1998年將OFDM引入到雷達系統(tǒng)中從而獲得高的分辨率。近年來，OFDM系統(tǒng)以其良好的抗干擾能力、高效的頻譜利用率、靈活的設(shè)計、易于數(shù)字化處理等優(yōu)點吸引了雷達界的關(guān)注。它同時發(fā)射多個相互正交的子載頻，每個子載頻上采用頻率調(diào)制或者相位編碼調(diào)制方式獲得大的時寬帶寬積。OFDM雷達波形設(shè)計靈活，單脈沖就能實現(xiàn)寬帶合成，使其具備高距離分辨能力；通過濾波處理可獲得高多普勒分辨能力，與傳統(tǒng)的雷達相比，還具有高脈沖壓縮比、強抗干擾能力和環(huán)境適應(yīng)能力等優(yōu)點。

本發(fā)明主要關(guān)注如何獲得OFDM雷達的距離像。目前傳統(tǒng)方法在獲取雷達距離像時主要是利用發(fā)射信號和接收信號的相關(guān)性進行處理，但是這種方法存在運算量大而且受限于發(fā)射信號的相關(guān)性。因此，本發(fā)明提出了一種獲得OFDM雷達距離像的新方法以解決上述傳統(tǒng)相關(guān)性處理方法的不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種用于獲得OFDM雷達距離像的新方法，該方法不包括基帶信號的相關(guān)性處理，而是對組成OFDM信號的調(diào)制符號進行操作。這種方法可以解決傳統(tǒng)相關(guān)性處理方法的缺點，同時降低了對傳輸信號相關(guān)性的要求，也就是能實現(xiàn)并行傳輸任意波形。在下面的陳述中，首先對OFDM雷達信號的結(jié)構(gòu)進行分析，提出新的OFDM雷達信號處理方法；然后對參數(shù)化的OFDM雷達進行建模，并用MATLAB進行仿真；最后給出傳統(tǒng)相關(guān)性處理方法和本發(fā)明提出的新方法的仿真結(jié)果，通過實驗結(jié)果證明本發(fā)明提出的新方法具有可行性和有效性。

1、OFDM雷達信號的發(fā)射

OFDM雷達信號的發(fā)射原理：將發(fā)生的信號Tx經(jīng)過串/并轉(zhuǎn)化后進行PSK或者QAM調(diào)制，再進行子載波映射，將映射后的信號進行IFFT變換，再將包含OFDM符號的數(shù)據(jù)進行并/串轉(zhuǎn)換并插入循環(huán)前綴CP以確保子載波之間的相關(guān)性，通過D/A變換，最后將要發(fā)射的信號搬移至載頻，通過天線發(fā)射出去。其發(fā)射端的基本框圖如附圖1所示。

設(shè)雷達發(fā)射的信號是OFDM多載頻相參脈沖串：

s(t)=exp(j2πf0t)Σm=0M-1x(t-mTr)---(1)]]>