[发明专利]基于STPC的FDA-MIMO雷达信号处理方法、装置及介质

说明书

本发明实施例公开了基于STPC的FDA‑MIMO雷达信号处理方法、装置及介质；该方法可以包括：基于STPC构建FDA‑MIMO雷达的发射信号；接收所述发射信号受到杂波影响后的接收信号；利用载波频率对所述接收信号提取发射自由度后的信号进行下变频处理，获得所述接收信号的基带信号；根据快速傅里叶变换从所述接收信号的基带信号中分离获得发射波形信号；对所述分离获得发射波形信号进行频率校正后在进行匹配滤波，获得接收回波信号；对所述回波信号补偿发射空间频率的距离依赖性后，通过拉格朗日乘数法获得自适应权重向量；利用所述自适应权重向量对所述回波信号进行加权，获得加权之后的待估计信号；基于所述待估计信号获得目标所在距离门以及到达方向的估计值。

技术领域

本发明实施例涉及雷达信号处理技术领域，尤其涉及一种基于慢时间相位编码波形(STPC，Slow Time Phase-Coded)的频率分集阵列多输入多输出(FDA-MIMO，FrequencyDiversity Array–Multiple-Input Multiple-Output)雷达信号处理方法、装置及计算机存储介质。

背景技术

运动目标的检测和定位是机载雷达系统需要实现的最重要的任务。机载或星载雷达由于所处平台的运动，其主瓣和旁瓣杂波会扩散地分布在较宽的多普勒频率范围内，从而导致雷达所感兴趣的动目标，特别是慢速运动目标被散布的载波所淹没。为了改善动目标，特别是慢速运动目标的检测性能，通常会采用空时自适应处理(STAP，Space-TimeAdaptive Processing)技术，该技术联合了多个空域通道和多个相干脉冲进行二维自适应处理，能够有效地抑制空时耦合的杂波和干扰，从而提高动目标的检测性能。

近年来，多输入多输出(MIMO)雷达引起了广泛关注。与常规STAP雷达相比，MIMO雷达已显现出很多的优点，主要包括增加了空间自由度，更加准确的角度估计，降低最小的可检测速度(MDV)和较低的截获概率(LPI)。然而，值得强调的是，为了获得可靠的信噪比(SNR)，MIMO雷达的累积时间通常是常规STAP雷达的M倍，其中M是发射(Tx)天线的数量。此外，在距离模糊的情况下，目标定位通常需要多个交错的脉冲重复频率(PRF)。这意味着在目标定位过程中将消耗相对较大的时间资源。

当前，频率分集阵列(FDA)的电子扫描阵列的新概念引起了相当大的关注。与传统的相控阵不同，频率分集阵列在阵元间采用微小的频率增量。它能够提供与距离和角度依赖的远场方向图，因此可以广泛用于改善目标定位的性能和与距离依赖的干扰抑制。但是，值得注意的是，频率分集阵列的发射方向图是随时间变化的，这不利于实际雷达系统中的信号处理。为了利用FDA发射端的特性，目前有相关技术方案将FDA与MIMO技术相结合，形成FDA-MIMO雷达。这样可以将波束形成移到接收端，可以获得距离和角度范围内的可控自由度(DOF)。FDA-MIMO雷达技术在消除时变方向图、距离模糊杂波抑制和目标定位方面显示出了对空时自适应处理雷达的巨大好处。但是，值得指出的是，常规的FDA-MIMO雷达技术中仅假设探测波形完全相互正交。实际上，这样的完美正交波形在实际中是不存在的。尽管码分多址(CDMA)波形已用于恢复地基FDA-MIMO雷达的发射自由度，但其自适应杂波相消性能在机载空时自适应处理雷达中却非常有限。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种基于STPC的FDA-MIMO雷达信号处理方法、装置及介质；能够提高机载空时自适应处理雷达杂波相消性能，并且解决FDA-MIMO雷达的距离维发射自由度恢复问题。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种基于STPC的FDA-MIMO雷达信号处理方法，所述方法包括：

基于STPC构建FDA-MIMO雷达的发射信号；

接收所述发射信号受到杂波影响后的接收信号；

利用载波频率对所述接收信号提取发射自由度后的信号进行下变频处理，获得所述接收信号的基带信号；