[發(fā)明專利]一種基于時(shí)間反演的超寬帶回波去噪和能量檢測方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110853464.7
• 申請(qǐng)日: 2021-07-27
• 公開（公告）號(hào): CN113759335A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張釗銘;陳伯孝;唐杰;楊明磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S7/41
• 分類號(hào): G01S7/41
• 代理公司: 西安嘉思特知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

本發(fā)明提供的一種基于時(shí)間反演的超寬帶回波的去噪和能量檢測方法通過獲取雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)射信號(hào)后，接收到的回波信號(hào)，對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行均值濾波；對(duì)濾波之后的回波信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)累積；計(jì)算自相關(guān)累積后的回波信號(hào)的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量；根據(jù)所述檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量和檢測閾值，確定目標(biāo)回波的起始位置以及終止位置，以獲得目標(biāo)回波信號(hào)的位置。本發(fā)明引入時(shí)間反演技術(shù)，在時(shí)域上對(duì)信號(hào)進(jìn)行逆序操作，同時(shí)利用均值濾波和自相關(guān)積累去除噪聲，然后用非相干積累進(jìn)行能量檢測，進(jìn)而計(jì)算檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量，提取出目標(biāo)回波位置，可以對(duì)散落在多徑上的能量信號(hào)實(shí)現(xiàn)在特定的空間能量聚焦，表現(xiàn)出空時(shí)聚焦特性，可以有效的利用多徑效應(yīng)提高信噪比，提高檢測能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于時(shí)間反演的超寬帶回波去噪和能量檢測方法。

背景技術(shù)

超寬帶雷達(dá)因其比窄帶雷達(dá)具有更大的帶寬，所以具有更高的距離分辨率，可獲得更多的目標(biāo)信息。超寬帶雷達(dá)目標(biāo)檢測技術(shù)是超寬帶雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)的重要領(lǐng)域。在超寬帶雷達(dá)中，目標(biāo)不再像傳統(tǒng)窄帶檢測時(shí)視作點(diǎn)目標(biāo)，而是由多個(gè)點(diǎn)散射體組成的擴(kuò)展目標(biāo)，多個(gè)散射點(diǎn)的回波，可等價(jià)于多徑效應(yīng)。在雷達(dá)工作時(shí)，多徑效應(yīng)往往會(huì)嚴(yán)重影響雷達(dá)的性能，現(xiàn)有技術(shù)提出使用時(shí)間反演技術(shù)以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測。

超寬帶雷達(dá)中，目標(biāo)有效信號(hào)只占據(jù)了脈沖重復(fù)周期的一小部分，時(shí)間反演將整個(gè)脈沖重復(fù)周期的數(shù)據(jù)發(fā)射出去，使不同路徑的信號(hào)同時(shí)到達(dá)并同向累積，不僅數(shù)據(jù)量巨大，而且會(huì)把大部分能量分配給無效噪聲，無法達(dá)到預(yù)期的聚焦效果。由于超寬帶回波能量分散，信噪比低，目標(biāo)信號(hào)淹沒在噪聲中，難以準(zhǔn)確提取。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種基于時(shí)間反演的超寬帶回波去噪和能量檢測方法。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明提供的一種基于時(shí)間反演的超寬帶回波去噪和能量檢測方法包括：

步驟1：獲取雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)射信號(hào)后，接收到的回波信號(hào)；

其中，回波信號(hào)包括：目標(biāo)回波信號(hào)、噪聲信號(hào)以及干擾信號(hào)；

步驟2：對(duì)所述回波信號(hào)進(jìn)行均值濾波，以削弱噪聲信號(hào)對(duì)所述回波信號(hào)的影響，獲得濾波之后的回波信號(hào)；

步驟3：對(duì)濾波之后的回波信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)累積；

步驟4：計(jì)算所述自相關(guān)累積后的回波信號(hào)的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量；

步驟5：根據(jù)所述檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量和檢測閾值，確定目標(biāo)回波信號(hào)的起始位置以及終止位置，以獲得目標(biāo)回波信號(hào)的位置。

其中，所述回波信號(hào)表示為：x(n)＝s(n)+w(n),0≤n≤N-1，s(n)是目標(biāo)回波信號(hào)，w(n)是噪聲信號(hào)。

可選的，所述步驟2包括：

使用窗長為M₁的均值濾波器對(duì)回波信號(hào)濾波；第n個(gè)窗口濾波處理后的回波信號(hào)為：

其中，第l次快拍的回波信號(hào)為x^(l)＝[x^(l)(0),x^(l)(1),…,x^(l)(N-1)]^T，第m個(gè)窗口內(nèi)的回波信號(hào)為均值濾波后的回波信號(hào)表示為N表示回波數(shù)據(jù)的采樣點(diǎn)數(shù)。

可選的，所述自相關(guān)累積后的回波信號(hào)表示為：

其中，M₂表示自相關(guān)積累的窗長,表示均值濾波后的回波信號(hào)的共軛。

可選的，所述步驟4包括：

用窗長為M₃的窗口計(jì)算回波信號(hào)的非相干積累，計(jì)算能量積累廣義似然比檢測器的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量；