[发明专利]基于相参频率捷变雷达的速度解模糊方法

权利要求书

1.一种基于相参频率捷变雷达的速度解模糊方法，其特征在于，包括有如下步骤：

(1)接收雷达脉冲回波信号：

频率捷变雷达发射机连续发射N个脉间载频随机跳变的线性调频信号，在同一个脉冲重复周期内，雷达接收含有目标信息的脉冲回波信号；N为在[32,128]内任意选取的一个偶数；

(2)获得基带脉冲回波信号采样矩阵：

(2a)将雷达发射脉冲信号取复共轭后与接收到的雷达脉冲回波信号相乘，得到雷达基带脉冲回波信号；

(2b)以雷达脉冲回波信号带宽两倍的采样频率对雷达基带脉冲回波信号进行采样，得到N个雷达基带脉冲回波信号采样向量；

(2c)将N个雷达基带脉冲回波信号采样向量按雷达发射脉冲信号的顺序依次进行排列，得到基带脉冲回波信号采样矩阵；

(3)得到脉冲压缩后的采样矩阵：

对基带脉冲回波信号采样矩阵进行脉冲压缩，具体是对雷达发射脉冲信号取复共轭，与基带脉冲回波信号采样矩阵卷积相乘，得到脉冲压缩后的采样矩阵；

(4)构造雷达多普勒向量组：

根据雷达发射脉冲信号的参数计算雷达能够检测的多普勒频率范围、雷达最小可分辨多普勒频率并构造多普勒频率序列，通过多普勒频率序列构造雷达多普勒向量组；构造雷达多普勒向量组，包括有如下步骤：

(4a)计算雷达能够检测的最大多普勒频率f_dmax、雷达最小可分辨多普勒频率Δf_d：

其中,f_dmax表示雷达能够检测的最大多普勒频率，则[-f_dmax,f_dmax]表示雷达能够检测的多普勒频率范围，Δf_d表示雷达最小可分辨多普勒频率，f_min表示发射脉冲信号中载频的最小值，B表示发射脉冲信号带宽，T_r表示雷达发射脉冲信号重复周期，B_f表示雷达发射机频率捷变总带宽；

(4b)将雷达能够检测的多普勒频率范围进行平均划分，得到间隔为雷达最小可分辨多普勒频率的一组从小到大排列的多普勒频率序列；

(4c)对每个多普勒频率按照下式确定其对应的多普勒向量q，得到一个雷达多普勒向量组；

其中，q表示多普勒向量，f₁,f₂,…,f_N分别表示发射脉冲信号中的不同载频，f_d表示多普勒频率，e表示以自然常数为底的指数操作，j表示-1的算术平方根，上标T表示转置符号；

(5)确定多普勒偏移频率并计算运动目标速度：

(5a)采用最大相关法确定其多普勒偏移频率：对脉冲压缩后采样矩阵中的每一个列向量取模值，选取所有模值中的最大值所对应的列向量，对该列向量采用最大相关法确定其多普勒偏移频率；最大相关法是：

(5a1)根据脉冲回波信号构建字典矩阵D：

其中，D表示根据脉冲回波信号构建的字典矩阵，e表示以自然常数为底的指数操作，j表示-1的算术平方根，π表示圆周率，f₁,f₂,…,f_N分别表示发射脉冲信号中的不同载频，N表示发射脉冲信号的个数；

(5a2)求多普勒向量组中的每个多普勒向量与(5a)中选取的列向量的哈达马积，并将哈达马积结果与根据脉冲回波信号构建的字典矩阵相乘，对相乘结果取绝对值，选取所有绝对值中的最大值所对应的多普勒向量，该多普勒向量对应的多普勒频率即为多普勒偏移频率；

(5b)利用确定的多普勒偏移频率计算运动目标速度v：

运动目标速度：

其中，v表示运动目标速度，f′_d表示确定的多普勒偏移频率，c表示光速，f_min表示发射脉冲信号中载频的最小值；

(6)对雷达脉冲回波信号进行速度解模糊：

利用运动目标速度v构造速度相位补偿因子，用该速度相位补偿因子与脉冲压缩后采样矩阵列向量模值最大值所对应的列向量作哈达马积，得到速度解模糊后的雷达脉冲回波信号向量；

(7)进行目标检测：对速度解模糊后的雷达脉冲回波信号向量进行稀疏恢复，得到目标检测结果。