[发明专利]编码孔径雷达（CAR）信号的处理方法及装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年12月6日提交的、名称为“编码孔径雷达信号的处理方法及装置”的美国临时专利申请No.61/912,990的优先权和权益。该美国临时专利申请No.61/912,990的公开内容以引用的方式并入本文。本申请还要求2014年12月4日提交的美国专利申请No.14/561,111的优先权和权益，其全部公开内容以引用的方式并入本文。

本申请涉及06/07/2012提交的美国专利申请No.13/490,607，该申请名称为“编码孔径波束分析方法及装置”，其公开内容以引用的方式并入本文。

本申请也涉及2012年12月21日提交的美国专利申请No.13/725,621，该申请名称为“编码孔径波束分析方法及装置”，其公开内容以引用的方式并入本文。

本申请还涉及与本申请同日提交的美国专利申请No.14/561,142(承办代理人文卷号628971-7)，该申请名称为“降低编码孔径雷达噪声的方法及装置”，其公开内容以引用的方式并入本文。

关于联邦资助研究或开发的声明

无

技术领域

本申请涉及编码孔径雷达(CAR)混合器输出信号的处理方法和装置，用以在短时间内通过相对简单的数字电路对散射体的距离、速度和方位角进行估计。通过将信号样本与储存于存储器中的“信号掩码”相乘，每个信号掩码对应一特定波束方向，然后使用传统方法(例如快速傅里叶变换FFT)来处理相乘的结果数据，产生每个波束位置的距离/速度信息，藉此可以有效地处理CAR信号。

背景技术

CAR是一种尚未以集成电路形式实现的新技术；因此，未有先验方法和硬件可用来处理CAR信号。

CAR信号处理的最直接的方法是利用匹配滤波器技术，这是一种常用的雷达信号处理方法。该技术包括使接收到的信号与参考信号库关联，每个参考信号对应处于特定距离、速度和方位角的散射体。由于散射体处于参考位置，当接收到的信号包含一成分，以及表示处于参考位置的散射界面的强度，，将产生很强的输出。这种技术虽然有用，但通常需要具巨大存储量的存储器来储存参考信号，以及需要大量的计算来执行(例如)CPU中的关 联。

相较于传统的数字波束形成雷达，本发明极大地减少了计算时间和/或降低了数字硬件的复杂度，这对大型阵列更有优势。数字波束形成阵列在每个阵列元件后占用单独的接收器和模拟-数字转换器(ADC)。然后，对大量的输出信号进行数据化，并通过形成元件信号的线性组合来产生所需特性的指向性波束。该技术需要对来自跨越阵列的所有元件的数字信息进行加权与合并，对每个波束位置进行单独的线性组合。由于基本数字计算(例如乘法)使速度受限，导致了大型阵列的高计算密度以及显著延迟。

一种方法是尝试通过在数字硬件中实现加权和组合来减少计算时间，从而并行地执行计算。然而，数字波束形成对来自所有元件的信号进行组合的这一事实，造成了高度复杂的组合网络，其在阵列变大、尤其当阵列是二维(2D)阵列时，将很快就不可行。

由于CAR的距离、速度以及空间信息相互依赖，使用一组简单的乘法然后利用FFT来产生对距离、速度及方位角的估计，这并非显而易见。

发明内容