[发明专利]一种基于雷达信号处理系统的速度跟踪子系统

权利要求书

1.一种基于雷达信号处理系统的速度跟踪子系统，其特征在于：包括脉冲压缩模块、相参积累MTD模块、恒虚警检测模块、速度门跟踪模块、速度定心处理模块、测速模块、卡尔曼滤波模块/α-β滤波模块和速度补偿模块；外部两路I/Q和通道信号经过脉冲压缩模块、相参积累MTD模块、恒虚警检测模块后检测到目标，然后经速度门跟踪模块、速度定心处理模块后进入测速模块进行测速，测速后经卡尔曼滤波/α-β滤波模块进行滤波，滤波后的信号进入速度补偿模块进行补偿，速度补偿模块的补偿信号输出至脉冲压缩模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于雷达信号处理系统的速度跟踪子系统，其特征在于：所述的外部和通道信号通过A/D转换模块和数字下变频模块形成；所述的A/D转换模块接收外部中频回波和信号并直接在中频对信号进行A/D采样，信号采样公式如下：

式中，f₀为xMHz中心频率，B为yMHz带宽；

所述的数字下变频模块包括正交化单元、数控振荡器NCO、乘法器、FIR低通滤波器和抽取单元，正交化单元接收来自A/D转换模块的数字中频信号并进行正交化形成正交的I/Q两路信号，两路信号分别与数控振荡器NCO形成的正交本振序列相乘，并分别输出至各路的FIR低通滤波器，低通滤波器取出基带信号滤除高频成分，抽取单元将基带信号进行抽取降低信号速率，抽取单元的输出端与脉冲压缩模块连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于雷达信号处理系统的速度跟踪子系统，其特征在于：所述的脉冲压缩模块用于实现匹配滤波，采用时域脉冲压缩模块或者频域脉冲压缩模块；

所述的时域脉冲压缩模块包括四个FIR匹配滤波器和两个加法器；其中，第一FIR匹配滤波器和第二FIR匹配滤波器的第一输入端均接收I路信号，第一FIR匹配滤波器和第二FIR匹配滤波器的第二输入端分别接收脉冲响应序列，第一FIR匹配滤波器和第二FIR匹配滤波器进行卷积运算后分别输出至第一加法器的第一输入端和第二加法器的第一输入端；第三FIR匹配滤波器和第四FIR匹配滤波器的第一输入端均接收Q路信号，第三FIR匹配滤波器和第四FIR匹配滤波器的第二输入端分别接收脉冲响应序列，第三FIR匹配滤波器和第四FIR匹配滤波器进行卷积运算后分别输出至第一加法器的第二输入端和第二加法器的第二输入端；第一加法器和第二加法器经过加法运算后分别输出I/Q两路匹配滤波后的信号；

所述的频域脉冲压缩模块包括FFT单元、复数乘法单元、匹配滤波器频谱单元、IFFT单元，FFT单元对输入的I/Q两路数字信号分别做FFT进行变换操作变换到频谱为S(w)的频域，复数乘法单元将S(w)的与匹配滤波器频谱单元输出的匹配滤波器的频谱H(w)相乘，IFFT单元把得到的成绩进行IFFT运算得到脉冲压缩的结果；所述的频谱H(w)为利用匹配滤波系数进行FFT得到的。

4.根据权利要求1所述的一种基于雷达信号处理系统的速度跟踪子系统，其特征在于：在脉冲压缩模块和相参积累MTD模块之间还包括顺次连接的距离门重排模块和动目标显示MTI模块；

所述的距离门重排模块采用二维缓冲存储器，将雷达回波信号按照脉冲重复周期和距离单元排列成一个二维矩阵，其中，相同脉冲重复周期、不同距离单元的回波信号按行排列，即各行对应不同的距离单元；不同脉冲重复周期，相同距离单元的回波信号按列排列，即列对应不同的脉冲重复周期；即每一列相邻两个数据之间的时间差恰好是脉冲重复周期；采用脉冲压缩信号时，距离门宽度取为脉冲压缩后的脉冲宽度；

所述的动目标显示MTI模块将同一距离单元在相邻重复周期内的相检输出作相减运算，完成对消固定目标的回波，同时大幅度衰减慢速杂波，保留运动目标回波。

5.根据权利要求1所述的一种基于雷达信号处理系统的速度跟踪子系统，其特征在于：所述的相参积累MTD模块需要在N个积累脉冲周期内需进行M次N点复数FFT运算，M为距离单元；相参积累MTD模块采用一组相邻且部分重叠的窄带多普勒滤波器组实现，所述的窄带多普勒滤波器组覆盖预期目标多普勒频率的整个频率范围，实现动目标检测，相当于对不同的通道进行相参积累；其中，N个相邻的窄带多普勒滤波器组是通过N个输出的横向滤波器经过各重复周期的不同加权并求和后实现，所述的N个输出的横向滤波器包括N个重复周期和N-1根延迟线。