[发明专利]基于特定切换选通时序的雷达运动目标相位恢复的方法

说明书

本发明提供一种基于特定切换选通时序的雷达运动目标相位恢复的方法，应用于单发射多接收的单通道调频连续波雷达。技术方案是：接收天线阵列的阵元切换选通时序是第1、4、2、3、5、6、7、8、9、…、N‑1、N阵元，N表示接收天线阵列的总阵元数，以上述切换选通时序循环接收目标的回波信号。在信号处理过程中，对前4个阵元接收信号的相位进行处理，提取目标运动引入的相位项，构建相位恢复矩阵对接收天线阵列的接收信号进行相位恢复。本发明无需计算目标速度，适用于单发射多接收的单通道调频连续波雷达。

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域，涉及一种基于特定切换选通时序的雷达运动目标相位恢复的方法。

背景技术

目前，雷达已经广泛应用于不同行业领域，其中，调频连续波雷达因具有结构简单、成本低的优点而受到了学术界及工业界的关注，现有的调频连续波雷达通常是多通道调频连续波雷达，即每个天线都需要一个单独的接收通道接收信号，随着接收天线阵列规模的增大，系统的体积和成本也会随之增加。为了减小多通道调频连续波雷达的成本及其系统复杂度，学者提出一种单通道调频连续波雷达[L.Yang and F.Zhenghe,“Switchantenna array with single receiving channel for FMCW radar,”inProc.Int.Symp.Antennas Propagation,Fukuoka,Japan,2000,pp.1629–1632.]，在该雷达中，接收天线阵列共用一个接收通道，通过射频开关对阵列天线进行切换选通，实现空间信号的采集。但是，这种单通道调频连续波雷达的缺点在于：接收天线阵列接收信号的相位不仅由目标的角度决定，还与目标速度有关，通常情况下，目标运动引入的相位项是一个固定的常数，在计算运动目标角度的过程中，如果不对运动目标的回波信号进行相位恢复，将会导致目标角度计算错误。

国内外机构开展了相关的基于特定切换选通时序的雷达运动目标相位恢复的方法研究，主要有以下几种方法：

1、利用单个天线的接收信号探测目标，并计算目标速度，从而计算目标运动引入的相位项，最后对接收天线阵列接收的目标回波信号进行相位恢复[Z.Dominik,andA.Ziroff.Phase migration effects in moving target localization usingswitched MIMO arrays.european radar conference(2015):85-88.]。这种方法的缺点在于：需要精确计算目标速度，否则将会导致目标回波信号的相位恢复结果不准确。

2、通过设计重叠阵元，利用重叠阵元接收的目标回波信号计算目标运动引入的相位项，从而对接收天线阵列接收的目标回波信号进行相位恢复[C.M.Schmid,R.Feger,C.Pfeffer,A.Stelzer.Motion compensation and efficient array design for TDMAFMCW MIMO radar systems.European Conference on Antennas and PropagationIEEE,2012:1746-1750.]。但是，这种方法只适用于多输入多输出接收天线阵列的调频连续波雷达，无法应用于单发射多接收的单通道调频连续波雷达。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于特定切换选通时序的雷达运动目标相位恢复的方法，恢复接收天线阵列的接收信号相位，能够避免现有技术中存在的问题，在此过程中，不需要计算目标的速度，同时，该方法适用于单发射多接收的单通道调频连续波雷达。