[發明專利]一種稀疏跳頻信號的距離與速度二維高分辨處理方法

有效

• 申請號: 201710590840.1
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN107526074B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 劉俊豪;陳潛;王海濤;高亮;黃嘯
• 申請（專利權）人: 上海無線電設備研究所
• 主分類號: G01S13/42
• 分類號: G01S13/42;G01S13/58
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 朱成之

本發明公開了一種稀疏跳頻信號的距離與速度二維高分辨處理方法，包含以下過程：從頻率集中隨機抽取跳頻編碼，組成稀疏跳頻信號的發射波形；對回波采樣基帶信號進行初始速度補償；速度維尺度對齊；交叉項補償；距離維迭代內插旁瓣抑制高分辨處理；速度維逆傅里葉變換處理；多普勒迭代內插高分辨處理。本發明具有適應于雷達信號距離與速度二維處理中由于隨機跳頻或者頻譜非連續的距離旁瓣抑制問題，以及提高速度分辨率的優點。

技術領域

本發明涉及雷達信號處理技術領域，特別涉及一種稀疏跳頻信號的距離與速度二維高分辨處理方法。

背景技術

經典的合成寬帶技術波形形式如步進頻脈沖信號或者Costas編碼信號等，在高相對速度下存在速度模糊等問題。在遠距，為了提高回波信號的能量，需要發射信號的脈寬寬、子脈沖間的脈沖間隔時間長，此時信號的步進頻率間隔低，以相同頻點采樣進行的速度處理模糊嚴重，且不符合高數據率要求。

稀疏跳頻信號兼具頻率步進信號優點的同時，具有理想的“圖釘形”模糊函數，并且具有優良的低截獲概率、電磁兼容性以及抗射頻干擾等特性。同時，稀疏跳頻信號通過抽取可用頻點中部分頻點組成發射信號，從而在保證帶寬的前提下減少了合成脈沖的數量，使得采取多幀聯合速度處理時的不模糊速度范圍增大，消除了目標各散射點上的多普勒混疊；并在速度維解決高分辨的問題，使得成像分辨率和信號數據率得以大幅提高。

但是，稀疏步進頻信號由于信號頻點非連續且隨機跳變，從而導致一般的匹配濾波處理的分辨率不高，并且距離旁瓣較高；另外，波形周期時間的減少導致相參處理間隔降低，從而速度分辨率降低。為此，對于頻點隨機性引起的距離旁瓣過高問題，可通過波形設計方法，在源頭進行低旁瓣波形的設計(詳見：全隨機跳頻脈沖信號設計與處理，趙德華等，系統工程與電子技術，2014，第3期)；對距離旁瓣進行自適應匹配壓縮方法(詳見：文獻Adaptive pulse Compression for stepped frequency continuous-wave radar，B.Zhaoet.al.IEEE CIE International Conference on Radar,2011)；還可利用壓縮感知的方法(詳見：稀疏信號處理在雷達檢測和成像中的應用研究，金英匯，西安電子科技大學博士論文，2012)。但這些方法有其固有的缺點，如旁瓣抑制性能有限、網格失配等問題，同時也限制了這些方法在二維處理中的應用。

發明內容

稀疏跳頻信號是在步進頻信號基礎上隨機抽取部分頻點作為發射信號，以較少的脈沖實現寬帶合成，可以減少高分辨波形周期時間，減少發射脈沖數，從而在保證帶寬的前提下減少了合成脈沖的數量，使得采取多幀聯合速度處理時的不模糊速度范圍增大，消除了目標各散射點上的多普勒混疊，同時解決近距快速高分辨探測問題。

但是，稀疏步進頻信號由于信號頻點非連續且隨機跳變，具有導致距離旁瓣較高，同時由于波形周期時間減少，在相同波形周期數情況下，速度分辨率降低等問題。

本發明的目的是提供一種稀疏跳頻信號的距離與速度二維高分辨處理方法，通過對稀疏跳頻信號的距離與速度維分辨進行迭代內插，對距離與速度二維低旁瓣高分辨處理，從而實現解決上述問題的目的。

為了實現以上目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種稀疏跳頻信號的距離與速度二維高分辨處理方法，包含以下過程：

步驟S1、從頻率集中隨機抽取跳頻編碼，組成稀疏跳頻信號的發射波形。

步驟S2、對回波采樣基帶信號進行初始速度補償。

步驟S3、速度維尺度對齊。

步驟S4、交叉項補償。

步驟S5、距離維迭代內插旁瓣抑制高分辨處理。

步驟S6、速度維逆傅里葉變換處理。