[發(fā)明專利]一種非線性調(diào)頻信號去斜處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710389410.3
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN107247254B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉加方;張?jiān)迫A;董曉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心;中國科學(xué)院大學(xué)
• 主分類號: G01S7/292
• 分類號: G01S7/292;G01S7/527
• 代理公司: 北京方安思達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;王蔚

本發(fā)明提供了一種非線性調(diào)頻信號去斜處理方法，該去斜處理方法通過在非線性調(diào)頻信號與線性調(diào)頻信號混頻去斜處理、低速率A/D采樣后，進(jìn)行頻譜擴(kuò)展和線性頻率調(diào)制以恢復(fù)原回波信號，將恢復(fù)的回波信號與原發(fā)射參考信號進(jìn)行匹配濾波便能夠得到目標(biāo)一維距離像，從而實(shí)現(xiàn)了非線性調(diào)頻信號的去斜處理，使得本發(fā)明提供的方法能夠降低寬帶非線性調(diào)頻信號對接收機(jī)A/D采樣、傳輸設(shè)備的要求，對于寬帶雷達(dá)系統(tǒng)而言具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達(dá)(聲納)信號處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種非線性調(diào)頻信號去斜處理方法。

背景技術(shù)

線性調(diào)頻信號(LFM)與非線性調(diào)頻信號(NLFM)都是利用非線性相位調(diào)制來獲得大時(shí)寬帶寬積的雷達(dá)(聲吶)信號，線性調(diào)頻信號由于其具有易產(chǎn)生、可去斜處理等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。但是線性調(diào)頻信號脈沖壓縮后旁瓣較高，在應(yīng)用中，通常采用加窗的方法來抑制旁瓣，但加窗在降低旁瓣的同時(shí)會展寬主瓣并造成信噪比損失。非線性調(diào)頻(NLFM)信號由于不需要采用加窗的方式降低旁瓣，這樣就避免了因加權(quán)處理而引入的信噪比損失和分辨率下降等問題,但是，傳統(tǒng)去斜方法對線性調(diào)頻信號進(jìn)行混頻去斜處理后是一個(gè)單頻信號，可以直接進(jìn)行傅里葉變換得到目標(biāo)一維距離像，而非線性調(diào)頻信號去斜處理后是一個(gè)有帶寬的信號，通過傅里葉變換無法得到目標(biāo)一維距離像，由此可知，傳統(tǒng)去斜方法對非線性調(diào)頻信號并不適用，在寬帶雷達(dá)系統(tǒng)中寬帶非線性調(diào)頻信號對雷達(dá)接收機(jī)A/D采樣、存儲傳輸設(shè)備提出較高的要求。

為了得到高分辨率，寬帶雷達(dá)通常發(fā)射極寬帶寬的線性調(diào)頻信號，在接收端去斜處理(參考文獻(xiàn)：Caputi W J.Stretch:A time-transformation technique[J].IEEETransactions on Aerospace and Electronic Systems,1971(2):269-278.)后進(jìn)行低速率A/D采樣處理，而標(biāo)準(zhǔn)的去斜處理方法不適用于非線性調(diào)頻信號。Yeh L,Wong K T,Mir HS.等人證明了標(biāo)準(zhǔn)的去斜處理方法僅適用于線性調(diào)頻信號，不適用于其他恒模多項(xiàng)式相位信號(參考文獻(xiàn)：Yeh L,Wong K T,Mir H S.Viable/inviable polynomial-phasemodulations forstretch processing[J].IEEE Transactions on Aerospace andElectronic Systems,2012,48(1):923-926.)。Mir H S,Wong U K T等人提出了一種針對非線性調(diào)頻信號(NLFM)低速率采樣處理方法，但是該方法需知道非線性調(diào)頻信號的相位函數(shù),然后計(jì)算接收窗內(nèi)每個(gè)時(shí)延時(shí)刻混頻后信號的相位值,實(shí)現(xiàn)過程復(fù)雜且計(jì)算量巨大(參考文獻(xiàn)：Mir H S,Wong U K T.Low-rate sampling technique for range–windowedradar/sonar using nonlinear frequency modulation[J].IEEE Transactions onAerospace and Electronic Systems,2015,51(3):1972-1979.)

在雷達(dá)系統(tǒng)中，寬帶非線性調(diào)頻信號對硬件實(shí)現(xiàn)和使用環(huán)境的要求較高，由于信號帶寬的增加會給接收機(jī)的檢波帶來很大的壓力，此時(shí)相比于可使用去斜處理方法的線性調(diào)頻信號，需要更高速的A/D轉(zhuǎn)換器以及更高速的數(shù)據(jù)存儲，這極大地限制了雷達(dá)的成像分辨率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，為解決非線性調(diào)頻信號處理對雷達(dá)系統(tǒng)的硬件要求比較高的技術(shù)問題，提出一種非線性調(diào)頻信號去斜處理方法，利用該去斜處理方法降低了對雷達(dá)接收機(jī)A/D采樣率、傳輸量的要求，實(shí)現(xiàn)了寬帶非線性調(diào)頻雷達(dá)信號的低速率采樣處理，本發(fā)明所提出的方法同時(shí)也適用于線性調(diào)頻信號的去斜處理。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出的一種非線性調(diào)頻信號去斜處理方法，該方法的具體處理步驟包括:

步驟1)將基帶非線性調(diào)頻信號調(diào)制至雷達(dá)射頻工作頻率后生成發(fā)射信號，接收發(fā)射信號對應(yīng)的回波信號；