[發明專利]一種基于正交解調盲源分離的寬帶測振雷達信噪比改善方法

在審

• 申請號: 201910909522.6
• 申請日: 2019-09-25
• 公開（公告）號: CN112558030A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 蘭海濱;楊俊
• 申請（專利權）人: 楊俊
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01H11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于正交解盲源分離的寬帶測振雷達信噪比改善方法，其特征在于，步驟如下：

步驟一、對寬帶測振雷達回波信號進行正交解調，分別得到雷達的I路及Q路正交基帶回波信號；

步驟二、對I路和Q路的基帶信號進行微分，在雷達相位噪聲占主導前提下，I路和Q路的微分信號與振動微分信號、相位噪聲微分信號滿足線性關系，該線性關系未知；

步驟三、采用基于主成分分析法(ICA)，對I路和Q路的微分信號進行盲源分離，得到兩個獨立信號成分，分別對應振動微分信號與相位噪聲微分信號；

步驟四、對振動微分信號進行積分，還原振動微分信號，基本剝離了原始結果中的雷達相位噪聲。

2.如權利要求1所述的一種基于正交解調盲源分離的寬帶測振雷達信噪比改善方法，其特征在于，步驟一的具體過程如下：

對原始回波S(t，η)進行如下正交解調處理步驟，得到兩路基帶正交解調信號，其具體操作為

S101：正交下變頻(DDC)

I_ddc(t，η)＝LPF(t)*(S(t，η)sin(ωt))

Q_ddc(t，η)＝LPF(t)*(S(t，η)cos(ωt))

其中，LPF(t)為低通濾波器，其通帶寬度為p₀(t)帶寬的1/2，其余濾波器參數根據具體需求設定，*表示信號的線性卷積運算；

S102：匹配濾波(DPC)

I_dpc(t，η)＝p₀(-t)*I_ddc(t，η)

Q_dpc(t，η)＝p₀(-t)*Q_ddc(t，η)

S103：目標檢測(CFAR)

此為雷達信號處理基本操作，處理步驟復雜，不在此詳細描述，檢測到目標位置t＝0，

I(η)＝I_dpc(0，η)

Q(η)＝Q_dpc(0，η)

3.如權利要求1所述的一種基于正交解調盲源分離的寬帶測振雷達信噪比改善方法，其特征在于，步驟二的具體過程如下：

對I路和Q路的基帶信號進行微分，具體實施方式為

其中，是微分運算，實際操作時可用離散差分替代，只要保障差分時間間隔10倍于φ_m(η)信號帶寬。

4.如權利要求1所述的一種基于正交解調盲源分離的寬帶測振雷達信噪比改善方法，其特征在于，步驟三的具體過程如下：

采用基于主成分分析法(ICA)，對I路和Q路的微分信號進行盲源分離，得到兩個獨立信號成分，分別對應振動微分信號與相位噪聲微分信號，具體實施方式為：

S301：求協方差矩陣

其中，W是2×2的矩陣，二元運算·，·表示求兩路實信號的互相關函數；

S302：對協方差矩陣進行特征值分解

此為線性代數基本操作，具體步驟復雜，不在此詳細描述，得到

其中，e_u，e_v是W的兩個特征值，均為正數，u＝[u₁，u₂]^T，v＝[v₁，v₂]^T是其對應的特征向量，(·)′表示向量轉置，evd是求特征值運算；

S303：提取目標振動信號，有

是被提取的振動信號微分。

5.如權利要求1所述的一種基于正交解調盲源分離的寬帶測振雷達信噪比改善方法，其特征在于，步驟四的具體過程如下：

對振動微分信號進行積分，還原振動微分信號，有

其中，是經過正交解調盲源分離得到的目標振動信號。