[发明专利]一种非匹配滤波的单脉冲多通道数据处理方法及装置

说明书

本发明公开了一种非匹配滤波的单脉冲多通道数据处理方法、装置及采用该装置的激光测距测速系统，采用V型调频单脉冲作为发射信号，回波信号通过多通道模拟频移后与本振信号混合，利用有限带宽的探测器进行采集，得到的电信号采用非匹配滤波方式进行滤波，然后对卷积结果进行排序判断，利用卷积结果得到的两个峰值时刻计算目标的距离和速度信息，最后对目标的真实速度进行反演，得到目标的真实径向运动速度大小和方向。本发明在系统可测范围内，即便在回波的频率范围不在(或超过)发射频率范围的情形下，利用多通道处理技术也能实现速度测量，可以加大可测速度范围，加快获取信息的速度，并有效降低对探测器的带宽要求。

技术领域

本发明属于雷达信号发射与接收数据处理技术领域，尤其涉及一种基于V型调频非匹配滤波的单脉冲多通道数据处理技术。

背景技术

传统的目标速度测量主要是发射单频脉冲信号，信号接触目标后反射，经过与目标距离相对应的时间后，返回至发射端，与本振光做差频，得到目标的多普勒信息，再通过演算得到目标的距离和速度信息。但是，由于高的距离分辨率需要短的脉宽，而提高发射能量又需要长的脉宽。因此，在雷达领域采用发射调频脉冲信号，提高时间带宽积(TB积)，解决距离分辨率和发射能量耦合的问题。

在利用调频单脉冲进行测速测距的过程中，采用匹配滤波的方法，根据模糊函数图，可以发现对目标测量时，会因目标多普勒造成测距误差，无法准确完成测距测速功能。利用V型调频的脉冲信号，进行匹配滤波，输出结果不会因目标多普勒导致测距误差，同时可以得到目标的径向速度大小，但无法得到径向速度方向。

在利用V型调频进行测速时，测量的速度范围会受到波形调制带宽的制约。回波与本振信号差频后的波形带宽一定要在设计的调制带宽范围内，这样导致会可测量的速度范围变小。

发明内容

本发明实施例提供一种非匹配滤波的单脉冲多通道数据处理方法及装置，以克服现有V型调频测速技术存在的测速范围小、测速效率低的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种非匹配滤波的单脉冲多通道数据处理方法，包括如下步骤：

S1：接收目标返回光；

S2：将目标返回光分为N组，其中N＝Fd/B，B为V型调频调制带宽(-B～+B)的1/2，Fd为系统可测多普勒变化范围(-Fd～+Fd)的1/2；

S3：N组光信号分别进入多通道处理模块的一个通道，各个通道内的移频器对光信号进行移频处理，第m个通道的移频频率为其中m＝1，2，…，N；

S4：各通道移频后的光信号分别与本振光合束，进行外差探测处理；

S5：各通道内的探测器对合束后的光信号进行探测，获取本通道的电信号；

S6：对各通道的电信号进行非匹配滤波处理；

S7：对卷积结果进行排序判断，提取两个峰值出现的时刻Δt₁′和Δt₂′，并判断出现有效电信号的通道号；

S8：利用卷积结果得到的两个峰值时刻Δt₁′和Δt₂′，依据计算得出目标的距离，依据计算得出目标的速度信息，其中c为光速，λ为波长，k为V型调频斜率的绝对值，T为半周期宽度；

S9：对目标的真实速度进行反演。依据获得有效电信号的通道号，求解目标的真实径向运动速度v和方向。

可选地，上述步骤S1中，根据需要可以对目标返回光进行放大处理，以解决目标返回光微弱的问题。

可选地，上述步骤S6中所述非匹配滤波处理，采用与V型调频对称的三角调频模板对各通道的电信号进行卷积处理。