[发明专利]一种提升NLFM波形雷达目标测角精度的方法

说明书

本发明公开了一种提升NLFM波形雷达目标测角精度的方法，该方法包括：对雷达目标回波信号进行第一次脉冲压缩处理得到第一脉压回波信号；对第一脉压回波信号进行波束合成处理得到波束合成结果；采用多普勒滤波器对波束合成结果进行多普勒频移处理得到多普勒频率估计值；根据多普勒估计值对雷达目标回波信号进行第二次脉冲压缩处理得到第二脉压回波信号；对第二脉压回波信号进行和差波束比相单脉冲测角得到雷达目标测角。本发明提供的提升NLFM波形雷达目标测角精度的方法，利用雷达目标回波信号的多普勒频率估计设计一完全匹配的脉冲响应滤波器，进行雷达目标回波信号的脉冲压缩处理，使用于角度估计数据的信噪比损失减少，因此测角精度提高且性能稳定。

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域，具体涉及一种提升NLFM波形雷达目标测角精度的方法。

背景技术

非线性调频(Non-Linear Frequency Modulation，简称NLFM))信号能够不经过加窗处理，直接进行匹配滤波，避免了加窗带来的主瓣展宽和信噪比的损失，近年来受到雷达界的普遍重视。

雷达的目标测角精度除了受系统本身的参数、估计方法和天线孔径的影响之外，与目标信噪比也是密不可分的。所以若要提高测角精度，可以通过提高信噪比的方法来完成。赵永波等人在“一种多目标情况下的单脉冲测角方法[A].西安电子科技大学学报,2005,32(3)：383-386.”文章中提出的常规测角方法，是将检测通道信号处理(包括脉冲压缩、波束形成、多普勒滤波等)后的目标数据进行比幅(或比相)法测角，最后估计出目标的角度。

但是，这种方法由于其检测通道信号处理存在信噪比损失，例如当雷达发射NLFM波形时，用于脉冲压缩的脉冲响应滤波器没有考虑到目标的多普勒信息，其输出存在一定的信噪比损失，从而使目标测角精度受到影响。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种提升NLFM波形雷达目标测角精度的方法，包括如下步骤：

步骤1、对雷达目标回波信号进行第一次脉冲压缩处理得到第一脉压回波信号；

步骤2、对所述第一脉压回波信号进行波束合成处理得到波束合成结果；

步骤3、采用多普勒滤波器对所述波束合成结果进行多普勒处理得到多普勒频率估计值；

步骤4、根据所述多普勒估计值对所述雷达目标回波信号进行第二次脉冲压缩处理得到第二脉压回波信号；

步骤5、对所述第二脉压回波信号进行和差波束比相单脉冲测角得到雷达目标测角。

在本发明的一个实施例中，所述步骤1具体包括：

步骤1.1、获取N个阵元接收到的雷达目标回波信号，所述雷达目标回波信号表示为：

S＝[S₁,S₂,...,S_N]^T；

其中，S表示雷达目标回波信号，S_i表示第i个阵元接收到的雷达目标回波信号，i＝1,2,3,...,N，每个阵元的雷达目标回波信号S_i＝[S_qr]_M×R，其中，S_qr表示雷达目标回波信号S_i中第q个脉冲的第r个采样点，M为每个阵元的接收脉冲数，R为雷达发射信号脉宽内的采样点数，[]^T表示向量转置；

步骤1.2、根据雷达发射NLFM波形得到脉冲压缩权系数，所述脉冲压缩权系数表示为：

Y＝[F₁,F₂，...,F_R]^H；