[发明专利]一种基于矢量运算的MTD处理方法

说明书

本发明公开了一种基于矢量运算的MTD处理方法，将雷达信号的MTD处理等效为采用离散傅立叶变换DFT实现的有限冲击响应滤波器FIR，采集原始回波数据并用矩阵表示，设置窗函数并进行快时间维度扩展，将雷达切换为MTD工作模式，对回波数据加窗并进行矢量运算，得到雷达信号的MTD结果，改进MTD算法的处理流程，相较于距离维度循环FFT，效率有了提高，发挥CPU并行处理的能力，减少运算时间，提高运算效率，提升模块处理性能，使MTD不再成为后端算法运算效率的瓶颈，为其他信号处理算法节省硬件资源。

技术领域

本发明属于雷达运算技术领域，具体涉及一种复乘运算技术。

背景技术

随着雷达作战场景的日益复杂，为了更全面的侦查战场态势，获得更好的距离分辨能力，雷达使用的数据率不断增大，形成的波束数量增多。由于雷达探测范围的增加，导致数据采样周期的增加，后端信号处理平台需要处理的数据量急剧增加。

信号处理有相参积累MTD模块，主要实现DFT运算，过程包含较多的复数相乘，消耗大量的CPU硬件资源，已经成为性能瓶颈。目前场景中的数据量增大，对处理速度的影响尤其明显，进而影响整个信号处理流程的效率，增加系统调度时延。当前框架下的硬件资源紧张，难以增加其他现代雷达信号处理方法，最终影响整个雷达的目标探测能力。

发明内容

本发明为了解决现有技术存在的问题，提出了一种基于矢量运算的MTD处理方法，为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案。

将雷达信号的MTD处理等效为采用离散傅立叶变换DFT实现的有限冲击响应FIR滤波器，采集原始回波数据并用矩阵表示，设置窗函数并进行快时间维度扩展，将雷达切换为MTD工作模式，对回波数据加窗并进行矢量运算，得到雷达信号的MTD结果。

进一步的，设原始回波信号有N个脉冲，每个脉冲有M个采样点，将回波信号表示为

设窗函数为

对回波数据加窗，得到加窗后的雷达信号S_w＝w·S。

进一步的，对加窗信号S_w按列做DFT运算，得到其中W_N＝e^(-2πi)/N,k＝0～N。

计算k＝0时的DFT系数与对应的窗系数w＝[w₁₁w₂₁...w_N1]^T相乘，得到加窗的滤波器系数；将每个脉冲的M个采样点数据作为一个矢量，与对应的滤波器系数矢量相乘，并进行矢量加和，得到一组滤波器；遍历计算k＝1～(N-1)时的加窗的滤波器系数，得到所有滤波器并进行排列，输出结果。

本发明的有益效果：改进MTD算法的处理流程，相较于距离维度循环FFT，效率有了提高，发挥CPU并行处理的能力，减少运算时间，提高运算效率，提升模块处理性能，使MTD不再成为后端算法运算效率的瓶颈，为其他信号处理算法节省硬件资源。

附图说明

图1是等效滤波器的运算流程，图2是DFT的运算量变化趋势，图3是FFT的运算量变化趋势。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案做具体的说明。

等效滤波器的输出运算流程如图1所示，先计算k＝0时的DFT系数与对应的窗系数w＝[w₁₁w₂₁...w_N1]^T相乘，得到加窗的滤波器系数。

再将每个脉冲的M个采样点数据作为一个矢量，与对应的滤波器系数矢量相乘，并进行矢量加和，得到一组滤波器。