[发明专利]一种剔除一比特信号谐波虚假目标的方法及相关组件

说明书

本发明公开了一种剔除一比特信号谐波虚假目标的方法及相关组件。其中，该方法通过对回波信号进行去斜、频移、一比特量化、AD采样以及傅里叶变换处理后得到频谱，再对频谱进行恒虚警率检测，得到真实目标的距离和虚假目标的距离，针对虚假目标的距离，通过基于多快拍的波达角度信息与基于单快拍的波达角度信息进行作差比较，从基于单快拍的波达角度信息中的得到角度差最小的角度所对应的距离，并将该距离作为真实目标的距离，进而消除虚假目标。本发明实现了采用更低的采样率进行数据采集，大幅降低数据量，达到了简化雷达系统结构，降低系统复杂度，降低数据采集、传输、存储和处理的成本的目的。

技术领域

本发明涉及数据采集和雷达系统应用领域，尤其涉及一种剔除一比特信号谐波虚假目标的方法及相关组件。

背景技术

毫米波阵列雷达具有全天时、全天候、远作用距离、高分辨的探测能力，在辅助驾驶、目标检测、无人机定高与避障等众多领域发挥着重要的作用，是国内外学者的研究热点；但随着信号带宽及阵列雷达天线接收通道数增加，数据采集、传输、处理的负担也在不断地加大；一方面，阵列雷达系统需要对回波数据进行高精度的采样以保留完整的信号特征，这样导致了数据处理位宽增加，对系统的硬件性能提出了更高的要求；另一方面，信号采样率也需要相应地提升以避免信号频谱出现混叠，从而使得数据量增加，降低了数据处理的效率。

针对上述问题，现有文献“基于单频时变阈值的一比特SAR成像方法研究”([J].雷达学报,2018,7(04):446-454.)中分析了一比特量化采样使得数据在1与-1之间不断跳变，因此引入原始信号的高次谐波；并且对此提出一种单频时变阈值的一比特回波生成方案，通过单频阈值将回波中的高次谐波移出有效分量之外，提高了成像质量，但该方法针对脉冲体制雷达，采用构造匹配滤波来实现。

以及文献“One-bit LFMCW Radar:Spectrum Analysis and Target Detection”([J].2019.,arXiv:1905.09440.[Online].Available:https://arxiv.org/abs/1905.09440)中分析了线性调频连续波雷达在去斜处理后一比特量化产生的谐波效应，提出了一种线性预处理和预检测来执行降维(DR)，然后用广义近似消息传递(GAMP)用来抑制高次谐波的方法；然而该方法为了最大限度抑制谐波引入了稀疏信号重建，限定了稀疏场景的条件，还增加了处理的复杂度。

由前面文献分析可知，传统的一比特量化采样使得数据在1与-1之间不断跳变，由此引入了原始信号的高次谐波，而它的存在将会引入虚假目标；假设采用均匀线阵雷达，阵元个数为16，阵元间距为半波长，距离维度上有四个目标，距离分辨是10m、15m、20m、30m，如图1所示，是16个通道去斜信号一比特量化采样后进行距离维压缩叠加在一起的结果，图中黑框标出的是4个真实目标的距离，其余频谱峰值都是由于一比特量化采样引入谐波分量的虚假目标；可见谐波分量的引入会对雷达信号处理质量造成很大的影响，为了让信号处理后可以获得更好探测效果，将这些谐波分量的虚假目标消除是很有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种剔除一比特信号谐波虚假目标的方法及相关组件，旨在解决现有技术对雷达回波数据进行一比特量化采样时，引入的谐波分量的虚假目标造成雷达信号处理复杂和影响探测效果的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种剔除一比特信号谐波虚假目标的方法，其包括：

获取阵列雷达检测到的被探测目标的回波信号并对回波信号进行去斜处理得到去斜回波信号；

对去斜回波信号进行频移处理并对频移处理后的去斜回波信号进行一比特量化，然后进行AD数据采集得到去斜信号数据；

对去斜信号数据进行傅里叶变换得到频谱；