[發(fā)明專利]一種基于微多普勒技術(shù)的雜波抑制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010816590.0
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN111929654A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙小納;胡濤;李朝偉;張楷生;樊小景;朱學勇
• 申請（專利權(quán)）人: 上海雷驥電子科技有限公司
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 上海諾衣知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31298
• 代理人: 劉艷芝

本發(fā)明公開了一種基于微多普勒技術(shù)的雜波抑制方法，屬于雷達信號處理領(lǐng)域。本發(fā)明主要是由雷達數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、時頻分析模塊、幅值提取與濾波模塊組成。雷達回波信號首先經(jīng)過預(yù)處理模塊得到雷達回波數(shù)據(jù)，然后將得到的雷達回波數(shù)據(jù)進行時頻分析，得到時頻圖。通過對回波時頻圖進行幅值提取，將三維時頻域變換到頻域，再經(jīng)過傅里葉變換和濾波，濾除雜波的微動信息，得到目標的微動信息。本發(fā)明提出的雜波抑制方法簡單，對信號處理設(shè)備性能要求低，雜波抑制精度較高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達信號處理領(lǐng)域，具體涉及一種基于微多普勒技術(shù)的雜波抑制方法。

背景技術(shù)

雷達在典型草原地貌背景下探測目標，地面目標會受到復(fù)雜背景信號的干擾，常見的雜波如雜草、敵人釋放的金屬箔條等。這些雜波既有靜止目標，又包括運動目標，在雷達回波信號中可能會產(chǎn)生強雜波信號干擾，甚至會淹沒探測目標信號，嚴重影響目標特征的有效提取，因此需要對回波信號中的雜波進行抑制。

目前雜波抑制方法主要有動目標顯示和MTD技術(shù)，MTI技術(shù)主要用于固定雜波的抑制，常用延遲對消實現(xiàn)。MTD主要用來抑制運動雜波，基本思想是設(shè)計一個濾波器組，并觀察每個濾波器的輸出，當濾波器個數(shù)很多且覆蓋目標的所有可能頻點，總有一個濾波器可以實現(xiàn)最近濾波輸出。但MTD技術(shù)不能做到不失真的保留地面目標回波信號。

申請?zhí)枮?01710021300.1，申請日為2017年1月11日的專利申請“一種基于深度學習的雜波抑制方法”中，提出一種基于深度學習的雜波抑制方法，通過深度學習模塊中的稀疏自動編碼器提取出雷達回波信號的特征，并使用SVM支持向量機對其分類，得到雜波信號和非雜波信號。在深度學習模塊建立的過程中，由于特征的提取是建立在大量的雷達回波信號基礎(chǔ)之上的，因此特征的提取具有普遍性。該方法具有一定的優(yōu)點，但為了保證對雜波較高的抑制精度，該方法需要經(jīng)過不斷訓練，耗時較長。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于微多普勒技術(shù)的雜波抑制方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中雜波抑制方法精度低、耗時長的問題。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

一種基于微多普勒技術(shù)的雜波抑制方法，對雷達回波信號依次經(jīng)過雷達數(shù)據(jù)處理模塊、時頻分析模塊和幅值提取與濾波模塊進行處理后，得到目標特征信息，具體的處理過程如下：

步驟1、通過雷達信號處理模塊對雷達回波信號進行初步的數(shù)據(jù)預(yù)處理之后得到雷達回波數(shù)據(jù)；

步驟2、對雷達回波數(shù)據(jù)進行時頻分析，得到雷達回波數(shù)據(jù)的時頻圖；

步驟3、對得到的時頻圖進行幅值提取，將三維時頻域變換到二維，獲取微多普勒頻率序列；

步驟4、對得到的微多普勒頻率序列進行傅里葉變換，獲取目標和雜波的微動信息；

步驟5、對目標和雜波的微動信息進行高通濾波，濾除雜波微動頻率信息，得到需要的目標特征信息。

步驟1中，在雷達信號預(yù)處理模塊中，首先將雷達回波信號變換到頻域，然后乘以ROM中預(yù)存的匹配濾波所需的匹配函數(shù)，再經(jīng)IFFT變換到時域后進行距離脈沖壓縮，獲取包含多種雜波信號的雷達回波數(shù)據(jù)。

步驟2中，將包含各種雜波信號的雷達回波數(shù)據(jù)帶入如下公式：

得到目標和雜波的微多普勒頻率隨時間的變化規(guī)律，其中，S(τ)是雷達回波信號，g(t)是窗函數(shù)；用窗函數(shù)來取出信號，然后對取出的信號做傅里葉變換，將雷達回波數(shù)據(jù)變換到時頻域，得到時頻圖。

步驟3中，得到雷達回波時頻圖為時間、頻率和幅值的三維圖像，對時頻圖進行處理，通過如下公式設(shè)置微多普勒頻率的幅度閾值A(chǔ)，剔除微多普勒頻率的低幅值分量：

STFT_x(t,ω)＞A