[发明专利]一种基于外辐射源雷达的时延-多普勒频移提取方法

说明书

本发明属于信号处理领域，具体涉及一种基于外辐射源雷达的时延‑多普勒频提取方法。本发明的方法基于传统的时频二维相关方法，在对目标的时延和多普勒的提取过程中，主要利用参考信号和传统方法获得的初步时延和多普勒，通过对参考信号和目标信号的补偿及相关运算，再次获取更精确的时延和多普勒。本发明的有益效果为，相对于传统方法，本发明可以明显提高雷达探测中时延和多普勒频的检测精度同时能够在达到相同检测精度时，时间复杂度更低。

技术领域

本发明属于信号处理领域，具体涉及一种基于外辐射源雷达的时延-多普勒频提取方法。

背景技术

外辐射源雷达利用地面广播电台、电视台、通信台等非合作的第三方辐射信号经目标散射后的回波来获取目标信息，具有生存能力强、抗干扰性能好等特点以及探测隐身目标的潜力，并具有探测低空目标的能力。在外辐射源雷达探测过程中，时延和多普勒频是最重要的提取参数。该参数的精度直接影响着后续对目标的定位。目前在对时延和多普勒频进行参数提取的主要方法是时频二维相关。

时频二维相关采用二维相干匹配滤波提取目标的时延和多普勒频移，其原理可用模糊函数表示：

其中，e_i(n)为外辐射源雷达在经过DBF(数字波束形成)后的某一路主通道信号，S_ref(n)为外辐射源的参考信号，M为波束的个数。(τ,f)为目标引起的时延和多普勒频率。当存在目标时，|ψ_i(τ_d,f_d)|会产生一个峰值点，该峰值点对应的(τ_d,f_d)即为目标的时延和多普勒。具体的原理框图如附图1所示。

当外辐射源信号(参考信号)为广播调频信号可表示为：

其中v(t)为加性高斯白噪声信号，f_c为调频广播信号的载频，D₁为外辐射源雷达接收广播信号的时间延迟。θ(t-D₁)为音频信号调制项。

上式中，第一项为外辐射源雷达接收的广播信号探测到目标的回波信号，f_d为由于目标运动导致多普勒频移，D₂为雷达接收天线接收到目标信号的时间延迟。m(t)是高斯白噪声信号。因此，直达波信号的延时式为：

上式中延时长度Δt用采样周期，或者采样周期的整数倍。上式的共轭式与主通道信号相乘得：

由上式可以看出，当D₂＝D₁+nΔt时，上式中音频调制项就出现相消的情况，此时，上式将只包含多普勒频移项和噪声项，即：

对上式做FFT运算，即可得到目标的时延和多普勒。

利用上述传统的时频二维相关的方法来获取高精度的目标参数时延和多普勒频需要很大的计算量。在时间维度要提高时延测量精度就需要做更精细的扫描，在频率维度上要提高精度则需要提高采样率，而这两者都会加大时间复杂度。正因如此，本发明提出了一种新的方法，在达到相同时延和多普勒频的测量精度的基础上可以大大减少计算量。

发明内容

本发明针对现有的时频二维相关方法去提取雷达探测过程中的时延-多普勒频参数往往误差较大的问题，提出了更为精确的时延-多普勒频参数提取方法。

本发明的技术方案为：

如图2所示，一种基于外辐射源雷达的时延-多普勒频提取方法，其特征在于，包括以下步骤：