[发明专利]一种外辐射源雷达距离徙动补偿的快速实现方法

摘要

本发明涉及一种外辐射源雷达距离徙动补偿的快速实现方法，属于雷达目标探测技术领域。该方法包括如下步骤：(1)将外辐射源雷达天线接收的直达波信号与回波信号分段处理，重排成二维矩阵；(2)将直达波和回波的每一行分别变换到频域；(3)将变换后的直达波矩阵与回波矩阵进行共轭相乘；(4)每一列经过低通滤波器之后下抽取；(5)对每一列分别进行CZT变换；(6)将每一行变换到时域，得到经过徙动补偿的互模糊函数结果。与传统的基于CZT+IFFT法实现keystone变换补偿距离徙动的方法相比，本发明在积累增益相当的情况下，减少了运算步骤，大大节省了运算量。

主权项

一种外辐射源雷达距离徙动补偿的快速实现方法，包括以下步骤：步骤一，信号分段根据系统需求得到雷达设计参数，确定信号分段数N和计算时延点数Nr，对回波信号和直达波信号进行分段处理。对总长度为f_sT_s的一维直达波信号采用等长分段方式分段，把包含f_sT_s/N个采样点的每一段依次存为矩阵的一行构成N行f_sT_s/N列的二维矩阵，之后再在二维矩阵的每一行的末尾补上Nr个零值，构成N行f_sT_s/N+Nr列的二维矩阵，即N行M列的矩阵，记为r(n,m)(n＝1,2...,N,m＝1,2...,M)；其中f_s表示外辐射源雷达系统中，接收到的信号经过A/D采样及数字下变频后的基带采样率；T_s表示相参积累时间；对总长度为f_sT_s的一维回波信号采用重叠方式分段，构成N行M列的二维矩阵，记为e(n,m)，每一行数据包括一段之中等长部分f_sT_s/N个采样点和重叠部分Nr个采样点，每一段依次存为矩阵的一行，共N行；记直达波和回波二维矩阵的行为快时间维，列为慢时间维；步骤二，快时间维FFT将重构后的直达波和回波二维信号进行快时间维FFT，分别变换至快时间维频域，可以用下式表示：R(n,k)＝FFT[r(n,m)]；E(n,k)＝FFT[e(n,m)]；其中r(n,m)表示直达波信号二维矩阵，e(n,m)表示回波信号二维矩阵，m表示快时间维时域每一行的采样点顺序，n表示慢时间维时域每一列的采样点顺序；R(n,k)表示直达波二维信号变换到快时间维频域的信号，E(n,k)表示回波二维信号变换到快时间维频域的信号，k表示快时间维频域每一行的采样点顺序；步骤三，共轭相乘将上一步得到的回波矩阵和直达波矩阵在快时间维频域共轭相乘，即每一行共轭相乘，实现频域的匹配滤波，公式如下式所示：C(n,k)＝R(n,k)·E^*(n,k)；C(n,k)表示直达波与回波矩阵每一行共轭相乘的结果二维矩阵；步骤四，慢时间维低通滤波下抽取设低通滤波器系数的长度为P，系数为h(i)，抽取倍数为D，则滤波后信号C_fir(n,k)可以表示为：$C_{\mathrm{fir}}(n,k)=\underset{i=0}{\overset{P-1}{\mathrm{\Σ}}}C(n-i,k)h\left(i\right);$其中当n‑i＜0或n‑i+1‑P>0时，C(n‑i,k)＝0；抽取之后的信号C_D(n_D,k)可以表示为：C_D(n_D,k)＝C_fir(n_DD,k)；其中n_D表示抽取之后慢时间维的采样点顺序，即列的采样点顺序，其满足n_DD≤N；步骤五，慢时间维CZT变换慢时间维CZT变换如下式所示：C_czt(f_d,k)＝CZT[C_D(n_D,k)]；其中C_czt(f_d,k)表示C_D(n_D,k)经过CZT变换之后的二维矩阵，其中包含了目标的多普勒信息，f_d表示慢时间维频域的采样点顺序；步骤六，快时间维IFFT快时间维IFFT变换如下式所示：获取目标的距离信息，得到C(f_d,τ)。C(f_d,τ)＝IFFT[C_czt(f_d,k)]其中C(f_d,τ)表示C_czt(f_d,k)经过IFFT变换之后的互模糊函数结果二维矩阵，τ表示IFFT变换之后快时间维时域的采样点顺序；步骤七，目标检测根据系统需求，选择合适的后续处理算法，对上一步得到的包含运动目标距离信息和多普勒信息的二维数据进行处理，得到目标的距离和速度信息。