[发明专利]一种多频WiFi外辐射源雷达相参处理方法

说明书

本发明公开了一种多频WiFi外辐射源雷达相参处理方法。WiFi信号是一种利用OFDM调制的多载波信号，因此可以利用子载波的正交性对多个不同频率的WiFi信号进行频谱合成以提高探测性能。本发明的方法利用多路WiFi信号载波频率不同解调出多路基带信号，对其中一路信号进行频谱搬移以便其频谱刚好与另一路信号频谱拼接而没有重叠，利用频谱拼接后的信号进行目标探测。本发明的方法可以提高外辐射源雷达系统的距离分辨率，同时提高匹配滤波后的输出信噪比，有利于目标探测。

技术领域

本发明属于外辐射源雷达目标探测技术领域，尤其涉及一种多频WiFi外辐射源雷达相参处理方法，是一种基于多频WiFi外辐射源雷达信号相参合成的处理方法。

背景技术

外辐射源雷达利用第三方发射的电磁波作为照射源来探测目标，具有绿色环保、抗打击能力强、不占用频谱等优势，基于IEEE无线局域网标准(802.11)的WiFi信号已覆盖城市的大部分地区，因其覆盖范围广，副峰抑制后模糊函数接近理想图钉状等特点，非常有利于进行无源探测。

利用WiFi信号作为外辐射源进行穿墙探测的目标主要是室内活动的人员，对于雷达系统的距离分辨率提出了更高的要求。室内的环境比较复杂，目标回波信号中会引入大量多径杂波，导致目标回波信号极其微弱，因此提高信号强度显得极为重要。现有WiFi外辐射源雷达系统多采用单个照射源信号，其信号带宽一般最大为20MHz，发射功率为50mW，信号功率有限，作用范围、定位精度和检测性能等均受到限制。因为WiFi信号在频段2.4GHz的工作带宽为100MHz，在整个100MHz带宽内通常分布有多个WiFi信号，因此利用多个辐射源信号合成处理后进行探测能有效提高雷达的距离分辨率和信号功率。

多频外辐射源雷达综合利用多个不同频段的信号实现一体化探测，为性能改善提供了途径，是外辐射源雷达的一个重要发展趋势。多频信号综合处理以提高探测性能的方法大多为：利用多个不同频段的信号分别进行匹配滤波以得到多频率RD(Range-Doppler)谱，对多个频率RD谱相加以得到高信噪比的RD谱进行目标检测。多频率RD谱叠加又分为相参积累(去除相位差异项)与非相参积累(直接幅度相加)。多频率RD谱叠加可以提高匹配滤波的输出信噪比，但是对距离分辨率的提升并不明显。WiFi信号是一种利用OFDM调制的多载波信号，可以利用其子载波之间的正交性进行频带合成，对参考信号和监测信号分别进行相位补偿与相参合成，利用合成后的信号进行匹配滤波，不仅可以提高距离分辨率，同时提高了输出信噪比。

发明内容

本发明的目的在于针对空间中不同工作频率的WiFi信号，充分利用WiFi信号OFDM调制特性，提出一种基于频谱搬移的多频WiFi外辐射源雷达相参处理方法。

为了达到上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种多频WiFi外辐射源雷达相参处理方法，包括如下步骤：

步骤1，对多个不同频段的WiFi信号分别进行混频分离，采样，杂波抑制等处理，得到多路基带WiFi信号；

步骤2，对多路基带WiFi信号的相位差异项分别进行估计并补偿，得到多路相干的基带信号；

步骤3，对相位补偿后的多路基带信号进行频谱搬移，使多路窄带信号合成为一路宽带信号，利用合成后的宽带信号进行匹配滤波，从而实现目标检测。

进一步地，步骤1中的多路基带参考信号表示为：

其中m为子载波序号，Δf为子载波频率间隔，f_ci为载波频率，τ_d为信号由路由器发射天线传输到参考天线的时间延迟，为发射初相，为参考信号混频处理引入的附加相位项。

进一步地，步骤1中的多路基带目标回波信号表示为：

i＝1，2…，N