[發明專利]基于FFT的脈間頻率捷變雷達的目標速度估計方法

有效

• 申請號: 202010433532.X
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111551925B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 全英匯;程遠;馮偉;別博文;肖國堯;陳俠達;李亞超;邢孟道
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S13/58
• 分類號: G01S13/58;G01S7/285;G01S7/41
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華

本發明公開了一種基于FFT的脈間頻率捷變雷達的目標速度估計方法，主要解決現有脈間頻率捷變雷達進行目標速度估計時計算量大、耗時久的問題。其實現方案是：隨機生成脈間頻率捷變雷達的跳頻頻點；按生成的跳頻頻點順序發射和接收脈間頻率捷變雷達回波；通過正交下變頻獲得回波基帶復信號；對基帶復信號做脈沖壓縮處理；根據雷達系統速度檢測范圍和檢測精度生成速度補償向量組；對脈沖壓縮矩陣按列進行速度補償處理；用基于FFT的方法選取最佳速度補償結果；根據最佳速度補償結果得到目標速度的估計。本發明相比現有的最大相關法大大減少了計算量、節省了硬件計算資源，提高了信號處理實時性，可應用于脈間頻率捷變雷達目標檢測。

技術領域

本發明屬于雷達信號處理技術領域，更進一步涉及一種目標速度估計方法，可用于脈間頻率捷變雷達的目標檢測。

背景技術

隨著雷達干擾機的技術進步，針對傳統固定參數脈沖多普勒體制雷達的干擾策略與干擾設備已經日趨成熟，于是一種脈沖間載波頻率隨機跳變的新體制雷達應運而生。脈間頻率捷變雷達由于其載波頻率隨機跳變的特性，不易被干擾機截獲，從而提高雷達抗干擾的能力。但也正是因為脈間頻率跳變，導致脈間信號相位不連續，因此無法進行傳統的相參積累，從而無法通過傳統的動目標檢測MTD技術來估計目標的速度。西安電子科技大學在其公開的專利文獻“基于相參頻率捷變雷達的速度解模糊方法”(專利申請號201910369131X，公布號CN110109078A)中公開了一種基于相參頻率捷變雷達的速度解模糊方法，包括脈沖壓縮、構造多普勒向量組、采用最大相關法確定多普勒偏移頻率。該方案雖然可以估計出目標多普勒偏移頻率從而得到目標速度的估計，但是由于其采用最大相關法，計算量較大，對于雷達信號處理實時性要求高的應用場合，難以滿足實時處理的需求。

發明內容

本發明的目的是針對上述現有技術的不足，提出一種基于FFT的脈間頻率捷變雷達的目標速度估計方法，減小計算量，提高信號處理速度，滿足雷達信號處理實時性要求。

為實現上述目的，本發明技術方案包括如下步驟：

(1)預設載波頻率跳變范圍，并將其等分為N個頻點，N為2的整數次冪，從1到N順次編號；在脈間頻率捷變雷達的每個相干積累間隔內從N個頻點中隨機選出M個頻點作為載波頻率，M不小于N/4；

(2)在一個相干積累間隔內，脈間頻率捷變雷達發射機以(1)中選出的M個頻點為載頻，依次發射M個線性調頻脈沖信號；該脈沖信號經目標反射后，由脈間頻率捷變雷達接收機順次接收；

(3)用正交下變頻方法，去除每一個雷達接收回波中的載頻信息，得到M個基帶復信號；

(4)將M個基帶復信號與雷達發射脈沖信號分別轉換至頻域，并對后者取共軛，再對兩者依次進行哈達瑪積和快速傅里葉逆變換IFFT，得到M行L列的脈沖壓縮矩陣Φ，其中L為每個脈沖壓縮的數據長度；

(5)設置速度檢測范圍和檢測精度，并參照M個載頻的排序關系，生成Q個補償速度v¹,v²,...,v^q,...,v^Q以及Q個M維的速度補償向量其中v^q表示第q個補償速度，表示第q個速度補償向量，q＝1,2,...,Q；

(6)按距離單元取出脈沖壓縮矩陣，分別與Q個速度補償向量做哈達瑪積，得到Q個速度補償結果，即Q個M維的向量其中表示第q個速度補償結果，q＝1,2,...,Q，l＝1,2,...,L表示第l個距離單元，每一個補償結果中的M個元素一一對應相干積累間隔內的M個跳頻頻點；

(7)選取最佳速度補償結果：

(7a)將每一個速度補償結果向量中的M個元素依據跳頻頻點的編號進行重排，并在編號不連續處填充0元素，使其擴充到N維，得到Q個N維的新的速度補償結果其中表示重排后的第q個速度補償結果，q＝1,2,...,Q，l＝1,2,...,L表示第l個距離單元；