[发明专利]一种稀疏跳频信号的距离与速度二维高分辨处理方法

说明书

本发明公开了一种稀疏跳频信号的距离与速度二维高分辨处理方法，包含以下过程：从频率集中随机抽取跳频编码，组成稀疏跳频信号的发射波形；对回波采样基带信号进行初始速度补偿；速度维尺度对齐；交叉项补偿；距离维迭代内插旁瓣抑制高分辨处理；速度维逆傅里叶变换处理；多普勒迭代内插高分辨处理。本发明具有适应于雷达信号距离与速度二维处理中由于随机跳频或者频谱非连续的距离旁瓣抑制问题，以及提高速度分辨率的优点。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理技术领域，特别涉及一种稀疏跳频信号的距离与速度二维高分辨处理方法。

背景技术

经典的合成宽带技术波形形式如步进频脉冲信号或者Costas编码信号等，在高相对速度下存在速度模糊等问题。在远距，为了提高回波信号的能量，需要发射信号的脉宽宽、子脉冲间的脉冲间隔时间长，此时信号的步进频率间隔低，以相同频点采样进行的速度处理模糊严重，且不符合高数据率要求。

稀疏跳频信号兼具频率步进信号优点的同时，具有理想的“图钉形”模糊函数，并且具有优良的低截获概率、电磁兼容性以及抗射频干扰等特性。同时，稀疏跳频信号通过抽取可用频点中部分频点组成发射信号，从而在保证带宽的前提下减少了合成脉冲的数量，使得采取多帧联合速度处理时的不模糊速度范围增大，消除了目标各散射点上的多普勒混叠；并在速度维解决高分辨的问题，使得成像分辨率和信号数据率得以大幅提高。

但是，稀疏步进频信号由于信号频点非连续且随机跳变，从而导致一般的匹配滤波处理的分辨率不高，并且距离旁瓣较高；另外，波形周期时间的减少导致相参处理间隔降低，从而速度分辨率降低。为此，对于频点随机性引起的距离旁瓣过高问题，可通过波形设计方法，在源头进行低旁瓣波形的设计(详见：全随机跳频脉冲信号设计与处理，赵德华等，系统工程与电子技术，2014，第3期)；对距离旁瓣进行自适应匹配压缩方法(详见：文献Adaptive pulse Compression for stepped frequency continuous-wave radar，B.Zhaoet.al.IEEE CIE International Conference on Radar,2011)；还可利用压缩感知的方法(详见：稀疏信号处理在雷达检测和成像中的应用研究，金英汇，西安电子科技大学博士论文，2012)。但这些方法有其固有的缺点，如旁瓣抑制性能有限、网格失配等问题，同时也限制了这些方法在二维处理中的应用。

发明内容

稀疏跳频信号是在步进频信号基础上随机抽取部分频点作为发射信号，以较少的脉冲实现宽带合成，可以减少高分辨波形周期时间，减少发射脉冲数，从而在保证带宽的前提下减少了合成脉冲的数量，使得采取多帧联合速度处理时的不模糊速度范围增大，消除了目标各散射点上的多普勒混叠，同时解决近距快速高分辨探测问题。

但是，稀疏步进频信号由于信号频点非连续且随机跳变，具有导致距离旁瓣较高，同时由于波形周期时间减少，在相同波形周期数情况下，速度分辨率降低等问题。

本发明的目的是提供一种稀疏跳频信号的距离与速度二维高分辨处理方法，通过对稀疏跳频信号的距离与速度维分辨进行迭代内插，对距离与速度二维低旁瓣高分辨处理，从而实现解决上述问题的目的。

为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种稀疏跳频信号的距离与速度二维高分辨处理方法，包含以下过程：

步骤S1、从频率集中随机抽取跳频编码，组成稀疏跳频信号的发射波形。

步骤S2、对回波采样基带信号进行初始速度补偿。

步骤S3、速度维尺度对齐。

步骤S4、交叉项补偿。

步骤S5、距离维迭代内插旁瓣抑制高分辨处理。

步骤S6、速度维逆傅里叶变换处理。