[發明專利]多載頻LFMCW雷達信號合成處理方法

有效

• 申請號: 202110390637.6
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113093141B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 韓壯志;李豪欣;劉利民;李琦;解輝;高振斌;劉賀雄;尹園威
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍工程大學;河北工業大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 河北冀華知識產權代理有限公司 13151
• 代理人: 王占華

本發明公開了一種多載頻LFMCW雷達信號合成處理方法，涉及雷達信號處理方法技術領域。所述方法基于多載頻LFMCW慢時間維信號特征，經過Keystone變換對信號重采樣實現多普勒頻率補償，利用互相關獲得相位差的方法補償相位，從而在慢時間維上完成了多載頻LFMCW雷達信號的相參合成處理。仿真結果表明所提新方法的有效性和高增益性，即使在信噪比為?30dB的情況下仍可保證較高的輸出信噪比增益。

技術領域

本發明涉及雷達信號處理方法技術領域，尤其涉及一種多載頻LFMCW雷達信號合成處理方法。

背景技術

作為近年來出現的一種雷達信號形式，多載頻雷達具有頻率分集、測距范圍大、高距離分辨率和目標檢測概率、抑制多普勒敏感等優點，因此受到了廣泛關注。針對多載頻雷達信號的處理，傳統的處理方法是在每個雷達進行目標檢測后對檢測數據進行合成，如加權最小均方誤差算法，但由于這種方法并沒有充分利用到雷達發射信號的能量，因此不會提升接收機的檢測性能。

為解決這一問題，需要對多載頻雷達實現信號級合成處理，以實現能量的有效利用。其中有現有技術中提出一種空域帶寬合成法，將各路信號拼接成一個大帶寬的LFM信號，但該方法需要每路天線的調頻帶寬不小于天線間的頻率差，故對于調頻帶寬較小的信號無法適用；其中還有現有技術中提出一種非相參積累的信號合成處理方法，將多頻點數據在速度域上進行非相干積累；還有現有技術提出一種插值合成的方法，通過差值融合將各個雷達的距離多普勒圖像進行了合成；還有現有技術針對多頻外輻射源雷達提出一種基于二維相關處理和相位補償的合成處理方法。這些方法都是在每個探測頻率信號的距離-多普勒譜上對最終處理得到的頻譜圖像進行合成，其本質還是各路信號單獨處理的過程，并沒有達到對信號合成之后再處理的目的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是如何提供一種有效且能夠獲得高增益的多載頻LFMCW雷達信號合成處理方法。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：一種多載頻LFMCW雷達信號合成處理方法，其特征在于包括如下步驟：

對不同載頻的回波差拍信號分別做快時間維FFT處理，求出所在距離單元；

確定其中一路信號為參考信號，利用Keystone變換將其他載頻對應的慢時間維信號的多普勒頻率變換成與參考信號相同的多普勒頻率；

分別對Keystone變換后的慢時間維信號與參考的慢時間維信號作互相關處理，求出其相位差，并對相位差進行補償；

將經過Keystone變換和互相關處理后的多路慢時間維信號直接進行合成處理，得到合成信號；

對合成后的信號進行慢時間維FFT處理，求出目標所在的速度單元；

找出二維頻譜中最大值的位置，估計目標的距離和速度，實現距離-速度解耦合。

進一步的技術方案在于，快時間維FFT處理的方法如下：

假設以f_s為采樣頻率對K路信號進行采樣，每路接收天線均接收M個調頻周期的回波信號，每個調頻周期內的采樣點數為N，對每個調頻周期的差拍信號進行FFT處理，可得到第m個調頻周期的頻域信號為：

由上述可得，快時間維FFT得到的信號頻率為反映了目標所在的距離通道；頻域信號S_m,k(f)在頻率f_m,k處取得頻譜峰值：

分析上式可得：S_m,k(f_m,k)可以看作是一個以T為采樣周期的信號，其時間自變量為mT，頻率為即為多普勒頻率，反映目標的速度信息；