[发明专利]基于相参频率捷变雷达的速度解模糊方法

说明书

本发明公开了一种基于相参频率捷变雷达的速度解模糊方法，解决了脉冲雷达体制信号处理中因距离—速度模糊而引起的目标检测不准确问题。实现方法是，接收雷达脉冲回波信号；获得基带脉冲回波信号采样矩阵；脉冲压缩；构造雷达多普勒向量组；确定多普勒偏移频率并计算运动目标速度；对雷达脉冲回波信号进行速度解模糊；利用稀疏恢复进行目标检测。本发明通过多普勒向量组计算准确运动目标速度并对雷达脉冲回波信号进行速度相位补偿实现速度解模糊，通过稀疏恢复对目标进行检测。本发明低截获，抗干扰，能够准确计算运动目标速度、复杂度低及能够解决脉冲雷达体制信号处理中距离—速度模糊问题。本发明应用到雷达目标检测领域。

技术领域

本发明是属于雷达信号处理技术领域，涉及脉冲雷达体制中存在的距离—速度模糊问题，具体是一种基于相参频率捷变雷达的速度解模糊方法，可应用于对目标的检测。

背景技术

由于传统的LFM雷达和步进频率雷达载频变化是线性的，导致载频变化引起的雷达回波相位变化规律与目标运动引起的相位变化规律都是线性的，所以距离和速度是相互耦合的，存在距离—速度模糊问题，参见图3，大大降低了对目标的检测能力。因此，解决脉冲雷达体制的距离—速度模糊问题以提高对目标的检测能力是雷达信号处理中的一个重要发展方向。

西安空间无线电技术研究所在其申请的专利文献“一种基于改变信号调频率的解距离—速度模糊方法”(申请号201410353579.X，申请公开号CN 104239683 A)中公开了一种基于改变信号调频率的解距离—速度模糊方法。该方法在不改变雷达发射脉冲信号的重复周期和带宽的前提下，改变发射脉冲信号的脉冲宽度。然后用设计的匹配滤波器对脉冲回波信号进行脉冲压缩并判断是否得到有效脉压，得到模糊次数并计算无模糊距离和无模糊速度。该方法存在的不足之处是，脉冲压缩后需要计算脉压判决门限，一方面，增加了运算复杂度；另一方面，如果门限值计算不准确，将会影响目标检测结果。

陕西黄河集团有限公司在其申请的专利文献“基于快速查表法的解速度模糊算法”(申请号201610600630.1，申请公开号CN 106291497 A)中公开了一种基于快速查表法的解速度模糊算法。该方法以信号处理机输出的四种不同重复频率的速度通道信号与预先人工建立的速度解模糊表为输入，以循环算法逐行按列与速度通道号比对开始查表，根据查表结果计算目标速度。该方法存在的不足之处是，查表过程中需要将输入的目标速度通道信号与二维速度解模糊表中的目标速度逐行逐列作差，计算量大，查表速度慢，效率低。

从现有技术中可以看出，目前解决雷达距离—速度模糊问题的方法中存在计算量大、目标检测结果不准确等问题，这些问题会影响雷达信号处理计算效率和目标检测结果。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种精确度更高、复杂度更低的基于相参频率捷变雷达的速度解模糊方法。

本发明是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：捷变频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，雷达接收机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；