[發明專利]一種基于相位校正的太赫茲超低距離旁瓣脈沖壓縮方法

在審

• 申請號: 202111272159.5
• 申請日: 2021-10-29
• 公開（公告）號: CN114002705A
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 王平;丁霞;陳潛;涂建;黃嘉智
• 申請（專利權）人: 上海無線電設備研究所
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G01S7/48
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 徐雯瓊;張妍

本發明公開了一種基于相位校正的太赫茲超低距離旁瓣脈沖壓縮方法，包括以下步驟：S1、采集系統的內標支路的參考信號以及接收機的目標回波信號，提取所述兩路信號的殘余相位；S2、根據所述兩路信號的殘余相位，將所述內標支路參考信號與所述接收機目標回波信號卷積計算，進行匹配濾波處理，得到匹配濾波結果；S3、根據所述匹配濾波結果，優化設計超低距離旁瓣濾波器，得到最優超低距離旁瓣濾波器系數；S4、利用所述最優超低距離旁瓣濾波器系數對系統采集的兩路信號進行處理，進而得到超低距離旁瓣抑制比的處理結果。本發明提出了一種系統非線性相位抑制結合最優濾波設計的方法，既能夠適應太赫茲雷達系統，又能夠滿足弱目標檢測的要求。

技術領域

本發明涉及雷達探測領域，具體涉及適用于弱目標信號的太赫茲主動探測及成像技術領域。

背景技術

隨著太赫茲技術的發展，太赫茲雷達系統的應用逐步從實驗室功能性驗證發展至真實場景下目標探測，然而太赫茲頻段較高通常系統的非線性特性較為明顯、相位噪聲和雜散性能差，導致發射的波形受到系統非理想因素的幅度和相位調制；另外，隨著數值預報的發展需求以及隱身技術的應用，對雷達系統弱目標檢測能力要求越來越高，對強雜波干擾、強目標干擾的條件下弱目標檢測能力要求也越來越高。通常雷達系統匹配濾波通過窗函數對距離旁瓣進行抑制，但由于系統很難發射理想波形，常常窗函數對距離旁瓣抑制效果比預期差很多。因此，為滿足雷達系統弱目標檢測能力提升的要求，對匹配濾波后的距離旁瓣抑制技術同樣提出了要求。

目前的方法中基于目標回波進行距離旁瓣抑制，但對于強干擾、弱目標場合下很難發揮有效作用；采用在雷達反射端和接收端均加窗函數的方法，可獲得超低旁瓣，但該種方法對系統發射機能量損失較大，很少應用于實際的雷達系統中；采用對相位進行高階多項式曲線擬合方式，以達到非線性波形設計的目的的方法，利用非線性調頻信號對距離旁瓣有較好的抑制效果，但該種形式波形應用場景較小，主要是因為該種波形對系統誤差和噪聲太過敏感，且一定程度上浪費系統帶寬資源，造成系統復雜度較高。

因此本發明針對強雜波干擾、弱目標檢測等需求，提出系統非線性相位抑制結合最優濾波設計的方法，既能夠適應太赫茲雷達系統，又能夠滿足弱目標檢測的要求。另外，本發明方法也適合一般雷達系統應用場景。

發明內容

在面臨強雜波干擾、弱目標檢測等需求時，由于太赫茲雷達系統對低頻信號的幅度和相位調制，導致雷達系統相位噪聲和雜散等性能指標遠低于低頻微波雷達系統，從而造成常規距離旁瓣壓縮的性能難以達到預期的效果。

為克服上述問題，本發明提出一種基于相位校正的太赫茲超低距離旁瓣脈沖壓縮方法，包括以下步驟：

S1、采集雷達系統的內標支路的參考信號以及接收機的目標回波信號，提取所述兩路信號的殘余相位；

S2、根據所述兩路信號的殘余相位，將所述內標支路參考信號與所述接收機目標回波信號卷積計算，進行匹配濾波處理，得到匹配濾波結果；

S3、根據所述匹配濾波結果，優化設計超低距離旁瓣濾波器，得到最優超低距離旁瓣濾波器系數；

S4、利用所述最優超低距離旁瓣濾波器系數對系統采集的兩路信號進行處理，進而得到超低距離旁瓣抑制比的處理結果。

其中，所述S1進一步的包含以下步驟：

S11、同時采集內標支路的參考信號和目標回波信號，并對兩路信號進行濾波等預處理；

S12、獲取所述參考信號和所述目標回波信號的相位信息，并計算所述兩路信號的殘余相位。

其中，所述步驟S3進一步的包含以下步驟：

S31、將所述匹配濾波結果與超低距離旁瓣濾波器系數卷積，得到經該濾波器濾波后的數據值；

S32、設定S31所述的濾波后的數據值的主瓣寬度，并對該數據值的主瓣區域置零；