[发明专利]用于分析处理雷达射束的方法和雷达设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于分析处理雷达射束的方法和一种雷达设备。

背景技术

为了借助于雷达探测对象，接收被反射的雷达波并且根据在二维的谱中的采样值决定，反射对象是否位于确定的单元位置(被测试单元，Cell-Under-Test，CUT)上。在这里，所基于的阈值具有大的意义，根据所述阈值识别对象。在阈值过大的情况下存在着这样的危险：实际的对象未被识别出。反之，在阈值过小的情况下可能发生不存在的对象的错误的识别，因为背景噪声已经被识别为对象。

发明内容

因此，重要的是，在探测之前改进信号质量并且实现尽可能大的信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)。

为了改进信噪比，可以同时分析处理来自多个源的雷达波。借助相干积分进行可能的分析处理，如例如从文献EP 0 128 542 B1已知的那样。

出版文献Wang等人所著的“Differential Coherent Algorithm Based on Fast Navigation-Bit Correction For Airborne GNSS-R Software Receivers”(清华大学科学与技术，18(1)，2013年)公开了一种差分组合方法。

在Villanti等人所著的“Differential post detection integration techniques for robust code acquisition”(IEEE Transactions on Communications：IEEE通信汇刊，55(11)，2007年)中找到一种用于应用在无线电数据传输和导航系统中的、借助于差分的分析处理对信号的替代的分析处理。

本发明实现一种根据本发明的用于分析处理雷达射束的方法和一种根据本发明的雷达设备。

因此，根据第一方面，本发明涉及一种用于分析处理雷达射束的方法，其中，接收多个雷达波，也就是说至少两个雷达波。对于所接收的每个雷达波，以复数的形式或者复数的表示法输出相应的单测量信号。通过将每个单测量信号与相应的共轭复数的单测量信号的分别至少一个乘积进行经加权的相加来求取和输出总测量信号。因此，计算在单测量信号和共轭复数的单测量信号之间的乘积并且将这些乘积进行加权和相加。

因此，根据第二方面，本发明涉及一种雷达设备，所述雷达设备具有接收装置，所述接收装置构造用于接收雷达波并且以复数的形式输出相应的单测量信号。雷达设备的分析处理装置构造用于通过将每个单测量信号与相应的共轭复数的单测量信号的分别至少一个乘积进行经加权的相加来求取和输出总测量信号。

优选的实施方式为相应的从属权利要求的主题。

相干积分对在不同的雷达波信号之间的相位差提出高的要求，然而所述相位差基于相位噪声、不确定的载波相位或者在时间上改变的相位而变动。本发明实现一种方法，该方法与准确的相位差无关地提供精确的结果。基于单测量信号与共轭复数的单测量信号的相乘，雷达波的基本上同样大的相位偏移(Phasendrehung)被抵消，所述相位偏移在雷达波的传播期间出现。信噪比相比于在非相干积分中更好，因为在接收路径之间的噪声干扰通常在统计上相互独立。如果接收信号或者单测量信号x_n＝z_n+r_n由有用信号z_n和干扰性的噪声信号r_n组成，则干扰信号的噪声功率比当在非相干积分中使用噪声变量的量值形成时具有更小的方差，所述干扰信号由有噪声的接收信号的共轭复数的乘积产生。对于细节参阅以上所引用的、Villanti等人所著的出版文献。

优选地，也可以分别将乘积的实部而不是乘积本身进行相加。

根据所述方法的一种优选的扩展方案，在时间上错开地发送和/或接收雷达波，其中，将在时间上相邻地接收的雷达波的每个单测量信号与共轭复数的单测量信号的相应的乘积一起进行相加。在时间上相邻的雷达波中的相位差大多只是小的，从而在雷达波的传播时间期间的相位偏移基本上完全可以通过与共轭复数的单测量信号相乘来消除。优选地，可以以乘积的加权因子吸收余下的相位差，所述加权因子优选相应地选择。

根据所述方法的一种优选的扩展方案，将最近的在时间上的2·P个近邻的每个单测量信号与共轭复数的单测量信号的经加权的乘积一起进行相加。在这里，P为正的自然数，从而将之前的P个雷达波中的每一个和后来的P个雷达波中的每一个的单测量信号与共轭复数的单测量信号分别一起进行相加。