[發(fā)明專利]基于滑窗內(nèi)插法的四相編碼多普勒補(bǔ)償方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810148569.0
• 申請(qǐng)日: 2018-02-13
• 公開（公告）號(hào): CN108363047B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊明磊;林昱溪;陳伯孝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué);西安中電科西電科大雷達(dá)技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新研究院有限公司
• 主分類號(hào): G01S7/41
• 分類號(hào): G01S7/41
• 代理公司: 西安睿通知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

本發(fā)明公開了一種基于滑窗內(nèi)插法的四相編碼多普勒補(bǔ)償方法，屬于雷達(dá)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，適用于目標(biāo)定位與跟蹤，其主要思路為：MIMO雷達(dá)發(fā)射正交相位編碼信號(hào)，該正交相位編碼信號(hào)經(jīng)過目標(biāo)散射后由MIMO雷達(dá)接收得到M個(gè)脈沖回波；對(duì)M個(gè)脈沖回波進(jìn)行正交采樣后，得到MIMO雷達(dá)發(fā)射的正交相位編碼信號(hào)的回波復(fù)數(shù)據(jù)；將MIMO雷達(dá)發(fā)射的正交相位編碼信號(hào)的回波復(fù)數(shù)據(jù)自乘四次后，得到自乘四次后的回波復(fù)數(shù)據(jù)；將自乘四次后的回波復(fù)數(shù)據(jù)劃分為N個(gè)滑窗，得到N個(gè)滑窗內(nèi)的回波復(fù)數(shù)據(jù)，然后結(jié)合二次內(nèi)插處理法進(jìn)行目標(biāo)距離搜索，進(jìn)而得到最終目標(biāo)精確距離值，最終目標(biāo)精確距離值為基于滑窗內(nèi)插法的四相編碼多普勒補(bǔ)償結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達(dá)數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于滑窗內(nèi)插法的四相編碼多普勒補(bǔ)償方法，適用于目標(biāo)定位與跟蹤。

背景技術(shù)

相位編碼雷達(dá)是用隨機(jī)碼字對(duì)載波信號(hào)調(diào)相后作為發(fā)射波形的雷達(dá)，其發(fā)射的是大時(shí)寬帶寬的相位編碼信號(hào)，可以有效解決雷達(dá)最大作用距離與距離分辨力之間的矛盾，而且相位編碼信號(hào)的模糊函數(shù)呈圖釘型，該模糊函數(shù)具有高的距離、速度分辨力和測(cè)量精度。

相位編碼按其調(diào)相碼字制式的不同可以分為二相編碼和多相編碼，二相編碼通常采用0,π對(duì)載波調(diào)相，多相編碼則可以讓載波相位在多個(gè)固定值之間變化；其中四相編碼屬于多相編碼的一種，其相位值有四個(gè)，分別是0、π/2、3π/2和π。

多相編碼比二相編碼在碼字選擇上有更大的靈活性，互相關(guān)和自相關(guān)性能更好，但多相編碼比二相編碼的多普勒敏感性更大；當(dāng)相位編碼雷達(dá)回波信號(hào)與匹配濾波器有多普勒失諧時(shí)，匹配濾波器起不了脈沖壓縮的作用，所以，相位編碼信號(hào)又被稱為多普勒敏感信號(hào)，且調(diào)制的相位越多，多普勒敏感性越嚴(yán)重。

通常多相碼信號(hào)多普勒補(bǔ)償?shù)年P(guān)鍵是已知回波信號(hào)的多普勒頻率f_d，然后采用“補(bǔ)償本振”(頻率為f₀+f_d，f₀為中頻頻率)混頻來消除多普勒頻移失配；但是，這種方法要求事先已知目標(biāo)的速度，以設(shè)置補(bǔ)償本振的頻率，實(shí)際應(yīng)用中一般不能滿足這一要求；還有另一種常見的方法是設(shè)置多路多普勒濾波器組補(bǔ)償多普勒頻率，但對(duì)速度變化范圍較大的目標(biāo)，需要的多普勒濾波器數(shù)量過多，運(yùn)算量過大，成本過高。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提出一種基于滑窗內(nèi)插法的四相編碼多普勒補(bǔ)償方法，該種基于滑窗內(nèi)插法的四相編碼多普勒補(bǔ)償方法能夠?qū)崿F(xiàn)四相編碼信號(hào)的多普勒補(bǔ)償，進(jìn)而便于對(duì)目標(biāo)進(jìn)行脈沖壓縮。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)思路是：利用兩次取樣內(nèi)插實(shí)現(xiàn)四分頻；利用滑窗的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的拼接和目標(biāo)的搜索。

為達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

一種基于滑窗內(nèi)插法的四相編碼多普勒補(bǔ)償方法，包括以下步驟：

步驟1，MIMO雷達(dá)發(fā)射正交相位編碼信號(hào)，該正交相位編碼信號(hào)經(jīng)過目標(biāo)散射后由MIMO雷達(dá)接收得到M個(gè)脈沖回波，然后對(duì)M個(gè)脈沖回波進(jìn)行正交采樣后，得到MIMO雷達(dá)發(fā)射的正交相位編碼信號(hào)的回波復(fù)數(shù)據(jù)；

將MIMO雷達(dá)發(fā)射的正交相位編碼信號(hào)的回波復(fù)數(shù)據(jù)自乘四次后，得到自乘四次后的回波復(fù)數(shù)據(jù)；

步驟2，將自乘四次后的回波復(fù)數(shù)據(jù)劃分為N個(gè)滑窗，得到N個(gè)滑窗內(nèi)的回波復(fù)數(shù)據(jù)；并設(shè)循環(huán)變量1≤i≤I，1≤k≤K，1≤j'≤N，I為設(shè)定搜索次數(shù)最大值，K為對(duì)每個(gè)滑窗內(nèi)的回波復(fù)數(shù)據(jù)進(jìn)行均分后得到的總份數(shù)；

i的初始值為1，k的初始值為1，j'的初始值為1，令R表示對(duì)M個(gè)脈沖回波進(jìn)行正交采樣的第R個(gè)采樣點(diǎn)，R的初始值為1；

步驟3，對(duì)第i次搜索后從第R個(gè)采樣點(diǎn)開始、第j'個(gè)滑窗內(nèi)的回波復(fù)數(shù)據(jù)中的第k份數(shù)據(jù)進(jìn)行二次內(nèi)插處理，進(jìn)而得到第i次搜索后從第R個(gè)采樣點(diǎn)開始、第j'個(gè)滑窗內(nèi)的回波復(fù)數(shù)據(jù)中的第k份數(shù)據(jù)內(nèi)插后最終結(jié)果；