CN107356908B - 一种捷变频信号相参积累方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种捷变频信号相参积累方法，首先对脉压数据做距离FFT，设定速度的可能范围和需要补偿的速度精度，然后对回波进行补偿并做距离IFFT，对若干个脉冲进行非相参积累并取最大值作为当前速度值的一种评价准则，取速度评价准则最大值对应的速度作为估计的目标速度并利用该速度对回波进行补偿，最后做距离IFFT，完成包络校正；选择包络校正后第一个频点能量大于门限值的距离单元，然后对后续每一个频点对应位置的距离单元相位补偿成为与第一个频点相同的相位，最后将各个频点的对应距离单元相加，实现捷变频信号的相参积累。本发明实现原理简单，适用范围广。

Description

一种捷变频信号相参积累方法
技术领域
本发明涉及雷达探测领域，尤其涉及一种捷变频雷达的信号相参积累技术。
背景技术
随着现代电子信息技术的不断发展，电子干扰与反干扰技术也在不断进步，雷达面临着日益复杂的电磁环境，现有雷达多采用频率捷变技术，使雷达工作在无干扰或少干扰的频率区，尤其在对抗窄带瞄准式有源干扰方面极为有效。
频率捷变雷达(Frequency-Agility Radar，FAR)具有优良的抗干扰特征，大多数雷达都采用这种体制。频率捷变雷达还具有探测距离远、测角精度高的优点。另外，由于FAR的脉间的去相关特性，使它在抑制海杂波方面也具有良好的性能。
目前雷达系统中的频率捷变多采用非相参技术实现，因为它原理简单，易于工程实现，但是其积累增益有损失，尤其是当脉冲数较多时，这个损失就更大了。而相参体制下的频率捷变技术，采用较多的依然是脉组间频率捷变，因为其采用简单的FFT运算就可以实现相参积累，虽然也有一些采用脉间捷变频率的系统，但是其对雷达系统的参数设定具有约束性，不利于方法的推广，因此对实际应用来说，目前的方法还有改进的必要性。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种捷变频信号相参积累方法，实现原理简单，适用范围广。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：首先对脉压数据做距离FFT，并依据目标特性设定速度的可能范围，依据雷达参数设定需要补偿的速度精度；其次利用每一个采样脉冲可能的速度值v构造速度补偿因子
Figure BDA0001330078780000011
其中，c是光速，f是距离频率，其取值范围是[-fs/2 fs/2]，fs是距离采样率，fn是第n个脉冲的中心频率，T是雷达的脉冲重复时间，利用速度补偿因子乘以每一个距离频率单元信号，对回波进行补偿，并做距离IFFT，然后对若干个脉冲进行非相参积累并取最大值作为当前速度值的一种评价准则，依次循环直到最后一个可能的速度值，取速度评价准则最大值对应的搜索速度作为估计的目标速度vi并构造相位补偿因子
Figure BDA0001330078780000021
利用相位补偿因子乘以每一个距离频率单元信号，对回波进行补偿，最后再做距离IFFT，从而完成包络校正；选择包络校正后第一个频点能量大于门限值的距离单元，所述的门限值为包络校正后幅度最大值的一半；然后对后续每一个频点对应位置的距离单元相位补偿成为与第一个频点相同的相位，最后将各个频点的对应距离单元相加，实现捷变频信号的相参积累。
本发明的有益效果是：
1、实现原理简单，采用简单的FFT/IFFT运算以及乘加运算即可完成所有运算，便于工程实现；
2、适用范围广，无论是单目标还是多目标均可适用，对于单目标和多目标补偿方法相同，也便于工程实现；
3、对雷达系统参数无特殊要求，使该方法具有推广的可行性。
附图说明
图1是捷变频信号包络校正框图；
图2是捷变频信号相位补偿框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
本发明包括两个步骤，第一步是捷变频信号的包络校正，第二步是捷变频信号的相位补偿。
捷变频信号的包络校正方法首先对脉压数据做距离FFT，并依据目标特性设定速度的可能范围，依据雷达参数设定需要补偿的速度精度，其次利用每一个采样频率的速度值对回波进行补偿(在速度的可能范围内，按照速度精度作为采用频率，针对每一个速度值进行相位补偿)并做距离IFFT，然后对若干个脉冲进行非相参积累并取最大值作为当前速度值的一种评价准则，依次循环直到最后一个可能的速度值，取速度评价准则最大值对应的搜索速度作为估计的目标速度并利用该速度对回波进行补偿，最后再做距离IFFT，从而完成包络校正。
捷变频信号的相位补偿方法是首先按照选择第一个频点能量较大(大于门限值，门限值为包络校正后幅度最大值的一半)的距离单元，然后对后续每一个频点将各自对应位置的距离单元相位补偿成为与第一个频点相同的相位，最后将多个频点的对应距离单元直接加起来，从而实现捷变频信号的相参积累。
本发明实施例的捷变频信号包络校正步骤参照图1。
所述的捷变频信号的包络校正方法是首先对脉压数据做距离FFT，并依据目标特性设定速度的可能范围，依据雷达参数设定需要补偿的速度精度，其次利用每一个可能的速度值对回波进行补偿并做距离IFFT，然后对若干个脉冲进行非相参积累并取最大值作为当前速度值的一种评价准则，依次循环直到最后一个可能的速度值，取速度评价准则最大值对应的搜索速度作为估计的目标速度并利用该速度对回波进行补偿，最后再做距离IFFT，从而完成包络校正。假设回波为已经脉压过的数据s0，其大小为M×N，其中M为距离采样点数，N为脉冲数，其具体步骤如下：
(1)对脉压数据进行距离FFT得到s1；
(2)依据目标特性设定速度的可能范围，依据雷达参数设定需要补偿的速度精度，得到所有可能的速度范围v0，令i＝1；
(3)得到v＝v0(i)，构造速度补偿因子
Figure BDA0001330078780000031
其中，c是光速，f是距离频率，其取值范围是[-fs/2 fs/2]，fs是距离采样率，fn是第n个脉冲的中心频率，T是雷达的脉冲重复时间，利用速度补偿因子乘以每一个距离频率单元信号进行补偿；
(4)对补偿后的数据做距离IFFT；
(5)对N个脉冲做非相参积累，然后取最大得到smax，并得到s(i)＝smax；
(6)判断速度遍历完没有；如果没有，则对i进行增1操作，并转至(3)；如果遍历完，则转至(7)；
(7)取s的最大值对应的速度则为估计的目标速度vi；
(8)利用vi构造相位补偿因子
Figure BDA0001330078780000032
利用相位补偿因子乘以每一个距离频率单元信号进行补偿；
(9)对补偿后的数据进行距离IFFT；
(10)得到包络校正后的信号se。
本发明的捷变频信号相位补偿步骤参照图2。
所述的捷变频信号的相位补偿方法是首先按照门限值为最大值的一半选择第一个频点能量较大的距离单元，然后对后续每一个频点将各自对应位置的距离单元相位补偿成为与第一个频点相同的相位，最后将多个频点的对应距离单元直接加起来，从而实现捷变频信号的相参积累。其具体步骤如下：
(1)对包络校正后的数据se，选择能量值较大(大于门限值，门限值为包络校正后幅度最大值的一半)的单元id0，令i＝1；
(2)取第i个距离单元序号id＝id0(i)；
(3)取第一个频点第id个单元的相位fai1；
(4)令n＝2；
(5)取第n个频点第id个单元的相位fain；
(6)求取相位补偿值fai＝fai1-fain；
(7)利用fai对第n个频点第id个单元的信号进行补偿，即乘以exp(j*fai)；
(8)判断n是否小于等于N，如果是，则将n增1，转至(5)；否则转至(9)；
(9)判断距离单元遍历完没有，如果是，则转至(10)；如果没有，则对i增1，转至(2)；
(10)对N个脉冲按距离单元进行相加；
(11)相位补偿完毕。

Claims (1)

1.一种捷变频信号相参积累方法，其特征在于包括下述步骤：首先对脉压数据做距离FFT，并依据目标特性设定速度的可能范围，依据雷达参数设定需要补偿的速度精度；其次利用每一个采样脉冲可能的速度值v构造速度补偿因子
Figure FDA0002387980610000011
其中，c是光速，f是距离频率，其取值范围是[-fs/2 fs/2]，fs是距离采样率，fn是第n个脉冲的中心频率，T是雷达的脉冲重复时间，利用速度补偿因子乘以每一个距离频率单元信号，对回波进行补偿，并做距离IFFT，然后对若干个脉冲进行非相参积累并取最大值作为当前速度值的一种评价准则，依次循环直到最后一个可能的速度值，取速度评价准则最大值对应的速度作为估计的目标速度vi并构造相位补偿因子
Figure FDA0002387980610000012
利用相位补偿因子乘以每一个距离频率单元信号，对回波进行补偿，最后再做距离IFFT，从而完成包络校正；选择包络校正后第一个频点能量大于门限值的距离单元，所述的门限值为包络校正后幅度最大值的一半；然后对后续每一个频点对应位置的距离单元相位补偿成为与第一个频点相同的相位，最后将各个频点的对应距离单元相加，实现捷变频信号的相参积累。
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