[发明专利]一种多带Chirp在动目标检测时抑制多普勒扩展的方法

摘要

本发明公开了一种多带Chirp在动目标检测时抑制多普勒频散扩展的方法，包括多带Chirp信号接收系统和对其接收信号进行处理的方法。通过在MTD处理模块引入与载频fc相关的尺度变化因子am，使得不同子载波上的目标多普勒信息在MTD处理后位于相同频点，通过对其信号进行处理解决引入多带结构带来的多普勒扩展问题。该方法只需要对MTD处理核进行修改，不需要添加其他信号处理模块，因此具有较低的复杂度和灵活的可移植性。

主权项

一种多带Chirp在动目标检测时抑制多普勒频散扩展的方法，包括多带Chirp信号接收系统和对其接收端信号进行处理的方法，其特征在于：在多带Chirp信号接收系统的MTD处理模块引入与载频fc相关的尺度变化因子am，使得不同子载波上的目标多普勒信息在MTD处理后位于相同频点，通过对其信号进行处理解决引入多带结构带来的多普勒扩展问题；所述多带Chirp信号接收系统在接收端信号处理的具体步骤如下：(1)设接收的多带Chirp信号为S，信号S经过模拟下变频和A/D转换为基带数字信号Sbase，对基带信号Sbase进行N点离散傅立叶变换得到Sf；接着，为了分离不同子带Chirp信号需进行通道分离，将Sf通过阻带截止频率为子带带宽B的低通滤波器可分离第一个子带Chirp信号；(2)第二个通道需将频谱Sf向下搬移一个子带带宽B,即离散傅立叶变换结果向左移动BN/fs个频点，其中fs表示采样频率，N表示傅立叶变换点数，再经过步骤(1)中的低通滤波器，便能够分离出第二个子带Chirp信号，其他子带Chirp信号的分离依次类推即可；(3)将与发射信号相对应的负斜率Chirp信号N点离散傅立叶结果提前存储在寄存器里，以便步骤(4)中频域匹配的处理；(4)在经过步骤(2)处理后，不同子带的Chirp信号得到分离，然后每个子带将进行脉冲压缩处理，而由于分离后每个通道的Chirp信号都处于同一频段，因此可以采用相同的频域匹配低通滤波器进行处理，将每个通道内的Chirp信号与步骤(3)中存储的匹配信号进行乘积处理，再将乘积后的结果进行N点离散逆傅立叶变换处理获得时域结果；(5)经过匹配脉压，每个通道需要存储L个周期的接收数据，即要存储L×P个点，可视为一个L×P的数据矩阵，其中L通常为2n；(6)为了解决多带结构引入的多普勒扩展问题，对MTD所需要调用的离散傅立叶变换函数进行修改，MTD处理实际上是对接收信号Sbase进行周期性采样得到SPRT，然后进行的傅立叶变换处理，其离散形式可表示为这里将在傅立叶变换核函数中增加尺度变换因子使得不同通道的傅立叶变换都与载频和载频增量相关，即将离散傅立叶变换中的核函数exp(‑j2πkn/N)改为exp(‑amj2πkn/N)；其中f0表示发射信号的中心频率，Δf表示不同子带的载频增量，m表示第m个通道，表示向下取整；(7)对第m个通道的数据矩阵的P列分别进行一个尺度变换因子为am的16点离散傅立叶变换，并将结果保存在寄存器里，第m个通道的MTD结果记为Rm(τ，v)(其中m＝0，1，2...M‑1；τ表示目标距离时延；v表示目标速度；(8)将所有通道MTD处理结果进行模值平均处理，又称非相干积累，即由于经过步骤(6)对MTD的修正，多通道MTD非相干积累结果将避免由多带结构引入的目标多普勒扩展，同时还有利于提升一定的信噪比；(9)在非相干处理后，对距离多普勒二维数据每个距离格点和多普勒格点进行阈值搜索，阈值设为γ；(10)最后，通过距离多普勒二维数据与阈值的比较进行目标存在判定，即当R(τ，v)＜γ时，判定为距离时延为τ且速度为v的目标不存在；反之，当R(τ0，v0)≥γ时，判定为目标存在且目标距离时延为τ0且速度为v0。