CN115453490A - 基于雷达信号的相干积累方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

基于雷达信号的相干积累方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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CN115453490A CN202211402222.7A CN202211402222A CN115453490A CN 115453490 A CN115453490 A CN 115453490A CN 202211402222 A CN202211402222 A CN 202211402222A CN 115453490 A CN115453490 A CN 115453490A
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Abstract

本申请提供了一种基于雷达信号的相干积累方法、装置、设备及存储介质，其中，该方法包括：获取雷达接收到的多个回波信号，多个回波信号为雷达在预设相干处理间隔内依次向目标对象发射多个捷变载波信号所接收到的回波信号，根据脉冲压缩误差，分别对多个回波信号进行脉冲压缩，得到多个第一回波信号，对多个第一回波信号进行相位补偿，得到无频率捷变相位的多个第二回波信号，根据多个第二回波信号进行相干积累，得到针对目标对象的相干积累结果。本申请解决了捷变频雷达因自身载频频率捷变造成的相干积累困难，消除了频率捷变带来的影响相干积累的相位，实现了捷变频信号的相干积累，提高了目标对象的积累增益，进而提升目标对象的检测精确度。

Description

基于雷达信号的相干积累方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本申请涉及雷达信号处理技术领域，具体而言，涉及一种基于雷达信号的相干积累方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
捷变频雷达的特点是发射脉冲的载频在一个很大的范围内以很高的速度随机跳变，对于捷变频雷达的积累问题一直是研究的热点，其中，积累指的是雷达的单个脉冲能量有限,通常需要对多个脉冲进行积累处理,以提高信噪比。
目前，捷变频体制雷达普遍采用两种积累方法，一种是基于压缩感知的相干积累，利用观测场景的稀疏性，采用压缩感知算法重建场景，构建距离、速度二维冗余时频字典矩阵，利用稀疏信号处理技术实现雷达捷变频信号的积累；另一种是基于采用非相干积累，实现雷达捷变频信号的积累。
然而，上述基于压缩感知的相干积累方法可能会破坏信号的测角信息，导致无法获取积累后的目标角度，且计算量大，非相干积累方法无法使目标获得较大积累增益，信噪比低，这两种方法都可能会影响目标检测精确度。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种基于雷达信号的相干积累方法、装置、设备及存储介质，以解决捷变频雷达因自身载频频率捷变造成的相干积累困难，消除频率捷变带来的影响相干积累的相位，实现捷变频信号的相干积累，从而提高了目标对象的积累增益，进而提升目标对象的检测精确度。
第一方面，本申请实施例提供了一种基于雷达信号的相干积累方法，包括：
获取雷达接收到的多个回波信号，所述多个回波信号为所述雷达在预设相干处理间隔内依次向目标对象发射多个捷变载波信号所接收到的回波信号；
根据脉冲压缩误差，分别对多个回波信号进行脉冲压缩，得到多个第一回波信号；
对所述多个第一回波信号进行相位补偿，得到多个第二回波信号；
根据所述多个第二回波信号进行相干积累，得到针对所述目标对象的相干积累结果。
在一可选的实施方式中，所述根据脉冲压缩误差，分别对多个回波信号进行脉冲压缩，得到多个第一回波信号，包括：
根据预设的匹配滤波函数和所述脉冲压缩误差，获取目标匹配滤波函数；
根据所述目标匹配滤波函数，对各回波信号进行脉冲压缩，得到对应的第一回波信号。
在一可选的实施方式中，所述对所述多个第一回波信号进行相位补偿，得到无频率捷变相位的多个第二回波信号，包括：
对各所述第一回波信号的共轭以及所述第一回波信号的下一个回波信号进行相乘，得到对应的第二回波信号，所述下一个回波信号为所述多个第一回波信号中所述第一回波信号的下一个回波信号。
在一可选的实施方式中，所述根据所述多个第二回波信号进行相干积累，得到针对所述目标对象的相干积累结果，包括：
根据各第二回波信号和预设标准回波信号，获取残余频率捷变距离相位；
根据所述残余频率捷变距离相位和所述第二回波信号，得到相干积累信号；
根据多个所述相干积累信号进行相干积累，得到针对所述目标对象的相干积累结果。
在一可选的实施方式中，所述根据所述残余频率捷变距离相位和所述第二回波信号，得到相干积累信号，包括：
根据所述残余频率捷变距离相位，构建多个频率捷变距离相位补偿函数，所述多个频率捷变距离相位补偿函数为基于根据所述雷达与所述目标对象之间的不同距离构建的距离相位补偿函数；
根据各所述频率捷变距离相位补偿函数和所述第二回波信号的乘积，得到第三回波信号；
若所述第三回波信号不存在所述残余频率捷变距离相位，则确定所述第三回波信号为所述相干积累信号。
在一可选的实施方式中，所述方法还包括：
获取目标载波信号的载频频率；
根据所述目标载波信号的载频频率，确定多个载波信号中相邻两个载波信号之间的脉冲重复间隔，以使所述雷达基于所述脉冲重复间隔，按照对应载频频率发射所述相邻两个载波信号。
在一可选的实施方式中，所述根据所述目标载波信号的载频频率，确定所述目标载波信号之前相邻两个载波信号之间的脉冲重复间隔，包括：
采用公式
Figure M_221109103519762_762311001
计算所述相邻两个载波信号之间的脉冲重复间隔
Figure M_221109103519998_998607001
；
其中，
Figure M_221109103520124_124078001
为第
Figure M_221109103520478_478582002
个载波信号的载频频率，
Figure M_221109103520950_950739003
的取值范围为1至
Figure M_221109103521153_153390004
，
Figure M_221109103521274_274955005
为预设常数。
第二方面，本申请实施例还提供了一种基于雷达信号的相干积累装置， 包括：
获取模块，用于获取雷达接收到的多个回波信号，所述多个回波信号为所述雷达在预设相干处理间隔内依次向目标对象发射多个捷变载波信号所接收到的回波信号；
脉冲压缩模块，用于根据脉冲压缩误差，分别对多个回波信号进行脉冲压缩，得到多个第一回波信号；
相位补偿模块，用于对所述多个第一回波信号进行相位补偿，得到多个第二回波信号；
相干积累模块，用于根据所述多个第二回波信号进行相干积累，得到针对所述目标对象的相干积累结果。
在一可选的实施方式中，所述脉冲压缩模块，具体用于：
根据预设的匹配滤波函数和所述脉冲压缩误差，获取目标匹配滤波函数；
根据所述目标匹配滤波函数，对各回波信号进行脉冲压缩，得到对应的第一回波信号。
在一可选的实施方式中，所述相位补偿模块，具体用于：
对各所述第一回波信号的共轭以及所述第一回波信号的下一个回波信号进行相乘，得到对应的第二回波信号，所述下一个回波信号为所述多个第一回波信号中所述第一回波信号的下一个回波信号。
在一可选的实施方式中，所述相干积累模块，具体用于：
根据各第二回波信号和预设标准回波信号，获取残余频率捷变距离相位；
根据所述残余频率捷变距离相位和所述第二回波信号，得到相干积累信号；
根据多个所述相干积累信号进行相干积累，得到针对所述目标对象的相干积累结果。
在一可选的实施方式中，所述相干积累模块，具体用于：
根据所述残余频率捷变距离相位，构建多个频率捷变距离相位补偿函数，所述多个频率捷变距离相位补偿函数为基于根据所述雷达与所述目标对象之间的不同距离构建的距离相位补偿函数；
根据各所述频率捷变距离相位补偿函数和所述第二回波信号的乘积，得到第三回波信号；
若所述第三回波信号不存在所述残余频率捷变距离相位，则确定所述第三回波信号为所述相干积累信号。
在一可选的实施方式中，所述获取模块，还用于：
获取目标载波信号的载频频率；
确定模块，用于根据所述目标载波信号的载频频率，确定多个载波信号中相邻两个载波信号之间的脉冲重复间隔，以使所述雷达基于所述脉冲重复间隔，按照对应载频频率发射所述相邻两个载波信号。
在一可选的实施方式中，所述确定模块，具体用于：
采用公式
Figure M_221109103521337_337458001
计算所述相邻两个载波信号之间的脉冲重复间隔
Figure M_221109103521467_467398001
；
其中，
Figure M_221109103521545_545477001
为第
Figure M_221109103521900_900978002
个载波信号的载频频率，
Figure M_221109103521963_963436003
的取值范围为1至
Figure M_221109103522087_087469004
，
Figure M_221109103522348_348713005
为预设常数。
第三方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行第一方面任一项所述的基于雷达信号的相干积累方法。
第四方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行第一方面任一项所述的基于雷达信号的相干积累方法。
本申请提供了一种基于雷达信号的相干积累方法、装置、设备及存储介质，其中，该方法包括：获取雷达接收到的多个回波信号，多个回波信号为雷达在预设相干处理间隔内依次向目标对象发射多个捷变载波信号所接收到的回波信号，根据脉冲压缩误差，分别对多个回波信号进行脉冲压缩，得到多个第一回波信号，对多个第一回波信号进行相位补偿，得到无频率捷变相位的多个第二回波信号，根据多个第二回波信号进行相干积累，得到针对目标对象的相干积累结果。本申请解决了捷变频雷达因自身载频频率捷变造成的相干积累困难，消除了频率捷变带来的影响相干积累的相位，实现了捷变频信号的相干积累，提高了目标对象的积累增益，进而提升目标对象的检测精确度。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的基于雷达信号的相干积累方法的流程示意图一；
图2为本申请实施例提供的基于雷达信号的相干积累方法的流程示意图二；
图3为本申请实施例提供的基于雷达信号的相干积累方法的流程示意图三；
图4为本申请实施例提供的基于雷达信号的相干积累方法的流程示意图四；
图5为本申请实施例提供的相干积累结果和非相干积累结果的对比示意图；
图6为本申请实施例提供的基于雷达信号的相干积累装置的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
现有技术中，捷变频雷达由于自身频率捷变的原因，会引入与频率捷变相关的速度相位和距离相位，造成相干积累困难。现有基于压缩感知的捷变频相干积累方法会破坏信号的测角信息，同时需要进行大量运算，难以满足工程实际中对实时性的需求；捷变频雷达的非相干积累方法无法使目标获得较大的积累增益，即这两种方法都可能会影响目标检测精确度。基于此，本申请提供了一种雷达捷变频信号相干积累方法，解决了捷变频雷达因自身载频频率捷变造成的相干积累困难，消除了频率捷变带来的影响相干积累的速度相位和距离相位，实现了捷变频信号的相干积累，提高了目标对象的积累增益，进而提升目标对象的检测精确度。
下面结合几个具体实施例对本申请提供的基于雷达信号的相干积累方法进行说明。
图1为本申请实施例提供的基于雷达信号的相干积累方法的流程示意图一，本实施例的执行主体可以为电子设备，如终端、服务器等具备数据处理能力的设备。
如图1所示，该方法可以包括：
S101、获取雷达接收到的多个回波信号。
多个回波信号为雷达在预设相干处理间隔内依次向目标对象发射多个捷变载波信号所接收到的回波信号。
预设相干处理间隔（Coherent Processing Interval，CPI）可以为相干积累的处理时间间隔，关于预设相干处理间隔的具体取值可以根据实际情况选取，本实施例对此不做特别限定。
其中，捷变载波信号为雷达发射机采用捷变的载频频率向目标对象发射的载波信号，雷达发射机向目标对象发送捷变载波信号，目标对象对捷变载波信号进行反射、散射，进而雷达接收机接收回波信号。
捷变的载频频率指的是雷达能迅速地改变发送载波时所采用的载波频率，其可以在若干脉冲重复周围内改变，或者在每个重复周期内改变。
例如，第
Figure M_221109103522438_438063001
个回波脉冲信号
Figure M_221109103522594_594335002
可以表示为：
Figure M_221109103522746_746167001
其中，
Figure M_221109103523134_134826001
为载波信号的信号幅度，
Figure M_221109103523245_245209002
为雷达的快时间（即雷达发射单个脉冲的采样时间间隔），
Figure M_221109103523307_307684003
为脉冲时宽（即发射单个载波信号的持续时间），
Figure M_221109103523354_354569004
为标准矩形脉冲函数，
Figure M_221109103523385_385802005
为光速，j为虚数，
Figure M_221109103523407_407253006
为雷达的脉冲信号调频率。
Figure M_221109103523439_439039001
Figure M_221109103523485_485916001
为发射第
Figure M_221109103523517_517163002
个载波信号时雷达与目标对象之间的距离（为未知数），
Figure M_221109103523532_532790003
为雷达发射第一个载波信号时与目标对象的距离（为未知数），v为目标对象相对于雷达的径向运动速度，
Figure M_221109103523564_564057004
为第
Figure M_221109103523595_595290005
个脉冲重复间隔，
Figure M_221109103523633_633123006
的取值范围为1至
Figure M_221109103523665_665589007
。
Figure M_221109103523728_728099001
S102、根据脉冲压缩误差，分别对多个回波信号进行脉冲压缩，得到多个第一回波信号。
其中，脉冲压缩误差可以为雷达的载频频率捷变对脉冲压缩处理所带来的误差。
根据脉冲压缩误差，可以分别对多个回波信号进行脉冲压缩，以得到多个第一回波信号，也就是说，为了消除捷变的载频频率对脉冲压缩处理所带来的误差，可以根据该脉冲压缩误差，对回波信号进行脉冲压缩处理，这样可以消除雷达因自身载频频率捷变对脉冲压缩的影响。
在一可选的实施方式中，根据脉冲压缩误差，分别对多个回波信号进行脉冲压缩，得到多个第一回波信号，包括：
根据预设的匹配滤波函数和脉冲压缩误差，获取目标匹配滤波函数；根据目标匹配滤波函数，对各回波信号进行脉冲压缩，得到对应的第一回波信号。
其中，预设的匹配滤波函数可以为在处理非捷变雷达信号时，在脉冲压缩处理中所采用的匹配滤波函数，为消除捷变的载频频率对脉冲压缩的影响，可以根据预设的匹配滤波函数和脉冲压缩误差，获取目标匹配滤波函数，即将脉冲压缩误差和预设的匹配滤波函数共同作为目标匹配滤波函数的考虑因素，其中，可以将预设的匹配滤波函数和脉冲压缩误差的共轭的乘积作为目标匹配滤波函数，这样可以消除脉冲压缩误差的影响，之后根据目标匹配滤波函数，对各回波信号进行脉冲压缩处理，得到对应的第一回波信号。
例如，目标匹配滤波函数为：
Figure M_221109103523826_826723001
其中，预设的匹配滤波函数为
Figure M_221109103523967_967824001
，脉冲压缩误差的共轭为
Figure M_221109103524235_235865002
，脉冲压缩误差为
Figure M_221109103524283_283262003
。
其中，
Figure M_221109103524427_427783001
为雷达的最近探测距离。
在一些实施例中，可以对回波信号进行傅里叶变换，将变换后的回波信号和目标匹配滤波函数进行相乘，再对相乘后的信号进行逆傅里叶变换，得到第一回波信号。
例如，第一回波信号可以表示为：
Figure M_221109103524474_474675001
其中，
Figure M_221109103524919_919006001
为第一回波信号的幅值，
Figure M_221109103525036_036684002
为发射第一个载波信号时雷达与目标对象之间的距离（为未知数），
Figure M_221109103525192_192946003
为常数，
Figure M_221109103525374_374596004
为雷达发射机发射的第一个载波信号的相位。
需要说明的是，在计算目标对象相对于雷达的距离时，可忽略目标对象的速度，即，在发送不同载波信号时，雷达和目标对象之间的距离认为是不变的。
S103、对多个第一回波信号进行相位补偿，得到无频率捷变相位的多个第二回波信号。
需要说明的是，对于传统载频频率固定的雷达，标准的回波信号中仅包含载频固定的速度相位和距离相位，统称为固定频率相位，此时可以直接进行相干积累。而捷变频雷达由于自身频率捷变的原因，不同脉冲的载频频率会不断改变，因此在捷变频雷达的回波信号中，除了包含载频固定的速度相位和距离相位，还会引入与频率捷变相关的速度相位和距离相位，分别称为频率捷变速度相位和频率捷变距离相位，也可以统一称为频率捷变相位，这种频率捷变相位将造成相干积累困难。
其中，速度相位为待探测目标对象的速度给雷达回波信号带来的相位，距离相位为待探测对象的距离给雷达回波信号带来的相位，频率捷变速度相位为载频频率捷变给雷达回波信号带来的速度相位，频率捷变距离相位为载频频率捷变给雷达回波信号带来的距离相位。
由于第一回波信号存在频率捷变相位，包括频率捷变速度相位和频率捷变距离相位，使得无法直接进行相干积累，为消除频率捷变相位的影响，可以对多个第一回波信号进行相位补偿，以得到无频率捷变相位的多个第二回波信号，各第一回波信号分别对应一个第二回波信号，其中，相位补偿包括：频率捷变速度相位补偿和频率捷变距离相位补偿。
S104、根据多个第二回波信号进行相干积累，得到针对目标对象的相干积累结果。
得到无频率捷变相位的多个第二回波信号之后，可以对多个第二回波信号进行相干积累，以得到目标对象的相干积累结果，即将多个第二回波信号的回波能量直接相加。
在本实施例的基于雷达信号的相干积累方法中，获取雷达接收到的多个回波信号，多个回波信号为雷达在预设相干处理间隔内依次向目标对象发射多个捷变载波信号所接收到的回波信号，根据脉冲压缩误差，分别对多个回波信号进行脉冲压缩，得到多个第一回波信号，对多个第一回波信号进行相位补偿，得到无频率捷变相位的多个第二回波信号，根据多个第二回波信号进行相干积累，得到针对目标对象的相干积累结果。本申请解决了捷变频雷达因自身载频频率捷变造成的相干积累困难，消除了频率捷变带来的影响相干积累的相位，实现了捷变频信号的相干积累，提高了目标对象的积累增益，进而提升目标对象的检测精确度。
在图1实施例的基础上，下面结合图2实施例对第一回波信号进行相位补偿的一种可能的实施方法进行说明。
图2为本申请实施例提供的基于雷达信号的相干积累方法的流程示意图二，如图2所示，对多个第一回波信号进行相位补偿，得到多个第二回波信号，可以包括：
S201、对各第一回波信号的共轭以及第一回波信号的下一个回波信号进行相乘，得到对应的第二回波信号。
针对各第一回波信号，可以对第一回波信号的共轭以及第一回波信号的下一个回波信号进行相乘，以得到对应的第二回波信号，其中，下一个回波信号为多个第一回波信号中第一回波信号的下一个回波信号。
也就是说，雷达发射机向目标对象依次发送多个载波信号时，会接收到目标对象基于对应载波信号而返回的回波信号，即回波信号具有时序性，为消除影响相干积累的频率捷变相位，可以采用第一回波信号的共轭以及第一回波信号的下一个回波信号进行相乘，得到无频率捷变相位的第二回波信号。
例如，第二回波信号可以表示为：
Figure M_221109103525407_407258001
其中，第一回波信号为
Figure M_221109103525887_887298001
，第一回波信号的下一个回波信号为
Figure M_221109103526021_021029002
，
Figure M_221109103526130_130964003
是第一回波信号的共轭。
下面结合图3实施例对相干积累的一种可能的实施方法进行说明。
图3为本申请实施例提供的基于雷达信号的相干积累方法的流程示意图三，如图3所示，根据多个第二回波信号进行相干积累，得到目标对象的相干积累结果，可以包括：
S301、根据各第二回波信号和预设标准回波信号，获取残余频率捷变距离相位。
残余频率捷变距离相位为相位补偿之后残余的影响相干积累的频率捷变距离相位。
其中，根据第二回波信号和预设标准回波信号的表达式可以确定第二回波信号中的频率捷变距离相位，通过对比第二回波信号和预设标准回波信号的表达式，可以将第二回波信号相对于预设标准回波信号多出的相位作为残余频率捷变距离相位，即第二回波信号与预设标准回波信号的差值为未消除干净的残余频率捷变距离相位。
S302、根据残余频率捷变距离相位和第二回波信号，得到相干积累信号。
S303、根据多个相干积累信号进行相干积累，得到针对目标对象的相干积累结果。
为消除第二回波信号中的残余频率捷变距离相位，可以将残余频率捷变距离相位的共轭和第二回波信号相乘，得到相干积累信号，相干积累信号为无频率捷变相位的信号，然后对多个无频率捷变相位的信号进行相干积累，得到针对目标对象的相干积累结果。
在一可选的实施方式中，根据残余频率捷变距离相位和第二回波信号，得到相干积累信号，包括：
根据残余频率捷变距离相位，构建多个频率捷变距离相位补偿函数；根据各残余频率捷变距离相位补偿函数和第二回波信号的乘积，得到第三回波信号；若第三回波信号不存在残余频率捷变距离相位，则确定第三回波信号为相干积累信号。
在该步骤中，由于第二回波信号中的
Figure M_221109103526226_226627001
为未知数，则可以根据残余频率捷变距离相位，构建多个频率捷变距离相位补偿函数，多个频率捷变距离相位补偿函数为基于根据雷达与目标对象之间的不同距离构建的距离相位补偿函数，然后计算各频率捷变距离相位补偿函数和第二回波信号的乘积，得到第三回波信号，若第三回波信号中不存在残余频率捷变距离相位，说明残余频率捷变距离相位被消除，则确定第三回波信号为无频率捷变距离相位的相干积累信号。
也就是说，通过逐个频率捷变距离相位补偿函数进行试验，直至第二回波信号中的频率捷变距离相位被消除。从而在相干积累信号中消除了影响相干积累的残余频率捷变距离相位。
例如，频率捷变距离相位补偿函数可以表示为：
Figure M_221109103526630_630410001
其中，
Figure M_221109103526979_979550001
为雷达与目标对象的候选距离，候选距离可以有多个，候选距离为雷达与目标对象之间可能的距离。
对多个相干积累信号进行相干积累，得到针对目标对象的相干积累结果
Figure M_221109103527081_081122001
：
Figure M_221109103527112_112385001
观察上式可以发现，通过上述处理，信号的能量变为原始的平方倍；此外，相干积累也能够带来
Figure M_221109103527483_483461001
倍的增益。同时，信号中的噪声和干扰能量也变为平方倍，非相干积累带来
Figure M_221109103527545_545966002
倍增益。因此，上述方式能使信噪比（SIGNAL-NOISE RATIO，SNR）改善平方倍，处理后真实目标的积累结果能够比干扰目标高出10log_10MdB。
下面结合图4实施例对雷达发射载波信号时所采用的脉冲重复间隔一种可能的获取方法进行说明。
图4为本申请实施例提供的基于雷达信号的相干积累方法的流程示意图四，如图4所示，该方法还可以包括：
S401、获取目标载波信号的载频频率。
目标载波信号可以为在预设相干处理间隔内依次发射的多个载波信号中的最后一个载波信号。
设目标载波信号为第
Figure M_221109103527650_650943001
个载波信号，第
Figure M_221109103527744_744705002
个载波信号的载频频率
Figure M_221109103527830_830140003
可以表示为：
Figure M_221109103527908_908275001
其中，
Figure M_221109103528072_072352001
为第一个载波信号的载频频率，
Figure M_221109103528166_166083002
为随机整数，取值范围
Figure M_221109103528281_281346003
，M为预设相干处理间隔的脉冲总数，
Figure M_221109103528359_359438004
表示第
Figure M_221109103528441_441955005
个载波信号随机捷变的载频频率，
Figure M_221109103528535_535717006
为预设跳变频率。
S402、根据目标载波信号的载频频率，确定多个载波信号中相邻两个载波信号之间的脉冲重复间隔。
其中，脉冲重复间隔相邻两个载波信号之间的发射时间间隔。
根据目标载波信号的载频频率，可以确定多个载波信号中相邻两个载波信号之间的脉冲重复间隔，以使雷达基于脉冲重复间隔，按照对应的载频频率发射相邻两个载波信号，也就是说，雷达可以按照相邻两个载波信号的载频频率和脉冲重复间隔，发射对应载波信号，这样，可消除频率捷变速度相位，使回波信号可以进行相干积累。
在一可选的实施方式中，可以采用公式：
Figure M_221109103528640_640657001
计算相邻两个载波信号之间的脉冲重复间隔
Figure M_221109103528797_797449001
；
其中，
Figure M_221109103528927_927816001
为第
Figure M_221109103528974_974712002
个载波信号的载频频率，
Figure M_221109103529059_059142003
的取值范围为1至
Figure M_221109103529152_152906004
，
Figure M_221109103529392_392141005
为预设常数。
第
Figure M_221109103529523_523504001
个载波信号和第
Figure M_221109103529638_638704002
个载波信号之间的脉冲重复间隔为
Figure M_221109103529732_732475003
。
也就是说，为可消除频率捷变速度相位，使回波信号可以进行相干积累，相邻两个载波信号之间的脉冲重复间隔之和
Figure M_221109103529794_794988001
需满足上述条件，这样可基于相邻两个载波信号之间的脉冲重复间隔之和
Figure M_221109103529959_959532002
，确定相邻两个载波信号之间的脉冲重复间隔。
在本实施例的基于雷达信号的相干积累方法中，根据多个载波信号的载频频率，确定相邻两个载波信号之间的脉冲重复间隔。可使相邻两个载波信号之间的脉冲重复间隔根据载频频率变化而相应变化，从而可以消除回波信号中影响相干积累的部分频率捷变速度相位。此外，对于残余的频率捷变速度相位，可以采用上述相位补偿的方式进行消除。
在上述图1至图4实施例的基础上，图5为本申请实施例提供的相干积累结果和非相干积累结果的对比示意图，如图5所示，横坐标为雷达与目标对象之间的距离，纵坐标为相干积累结果（以能量表示），上方实线为本方法积累结果，下方虚线为传统方法积累结果（即非相干积累结果），峰值处为目标对象所在位置（即3000m处），峰值高度表示目标对象的积累增益。
可以看出，非相干积累处理后目标积累结果的能量较低，难以从信号中分辨；经过本方法处理，目标积累结果的能量得到明显提高，峰值得到凸显，使目标对象可以从信号中得到分辨。
本申请提供的相干积累方法相比传统非相干积累方法，能够大大提高目标信号的积累增益，有效改善积累结果的信噪比。相比现有压缩感知算法，该方法无需进行矩阵求逆等复杂运算，大大减少了计算量，可以满足实际应用中的实时性要求。同时，该方法可以保留信号的测角相位信息，为后续的其他处理奠定基础。
基于同一发明构思，本申请实施例中还提供了与基于雷达信号的相干积累方法对应的基于雷达信号的相干积累装置，由于本申请实施例中的装置解决问题的原理与本申请实施例上述基于雷达信号的相干积累方法相似，因此装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。
图6为本申请实施例提供的基于雷达信号的相干积累装置的结构示意图，该装置可以集成电子设备中。如图6所示，该装置可以包括：
获取模块501，用于获取雷达接收到的多个回波信号，多个回波信号为雷达在预设相干处理间隔内依次向目标对象发射多个捷变载波信号所接收到的回波信号；
脉冲压缩模块502，用于根据脉冲压缩误差，分别对多个回波信号进行脉冲压缩，得到多个第一回波信号；
相位补偿模块503，用于对多个第一回波信号进行相位补偿，得到多个第二回波信号；
相干积累模块504，用于根据多个第二回波信号进行相干积累，得到针对目标对象的相干积累结果。
在一可选的实施方式中，脉冲压缩模块502，具体用于：
根据预设的匹配滤波函数和脉冲压缩误差，获取目标匹配滤波函数；
根据目标匹配滤波函数，对各回波信号进行脉冲压缩，得到对应的第一回波信号。
在一可选的实施方式中，相位补偿模块503，具体用于：
对各第一回波信号的共轭以及第一回波信号的下一个回波信号进行相乘，得到对应的第二回波信号，下一个回波信号为多个第一回波信号中第一回波信号的下一个回波信号。
在一可选的实施方式中，相干积累模块504，具体用于：
根据各第二回波信号和预设标准回波信号，获取残余频率捷变距离相位；
根据残余频率捷变距离相位和第二回波信号，得到相干积累信号；
根据多个相干积累信号进行相干积累，得到针对目标对象的相干积累结果。
在一可选的实施方式中，相干积累模块504，具体用于：
根据残余频率捷变距离相位，构建多个频率捷变距离相位补偿函数，多个频率捷变距离相位补偿函数为基于根据雷达与目标对象之间的不同距离构建的距离相位补偿函数；
根据各频率捷变距离相位补偿函数和第二回波信号的乘积，得到第三回波信号；
若第三回波信号不存在残余频率捷变距离相位，则确定第三回波信号为相干积累信号。
在一可选的实施方式中，获取模块501，还用于：
获取目标载波信号的载频频率；
该装置还包括：
确定模块505，用于根据目标载波信号的载频频率，确定多个载波信号中相邻两个载波信号之间的脉冲重复间隔，以使雷达基于脉冲重复间隔，按照对应载频频率发射相邻两个载波信号。
在一可选的实施方式中，确定模块505，具体用于：
采用公式
Figure M_221109103530043_043518001
计算相邻两个载波信号之间的脉冲重复间隔
Figure M_221109103530279_279882001
；
其中，
Figure M_221109103530613_613316001
为第
Figure M_221109103530754_754485002
个载波信号的载频频率，
Figure M_221109103530884_884330003
的取值范围为1至
Figure M_221109103531031_031769004
，
Figure M_221109103531172_172946005
为预设常数。
关于装置中的各模块的处理流程、以及各模块之间的交互流程的描述可以参照上述方法实施例中的相关说明，这里不再详述。
图7为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图，包括：处理器601、存储器602和总线603，存储器602存储有处理器601可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，处理器601与存储器602之间通过总线603通信，处理器601执行机器可读指令，以执行上述方法实施例提供的基于雷达信号的相干积累方法。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行，所述处理器执行上述方法实施例提供的基于雷达信号的相干积累方法。
在本申请实施例中，该计算机程序被处理器运行时还可以执行其它机器可读指令，以执行如实施例中其它所述的方法，关于具体执行的方法步骤和原理参见实施例的说明，在此不再详细赘述。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于雷达信号的相干积累方法，其特征在于，包括：
获取雷达接收到的多个回波信号，所述多个回波信号为所述雷达在预设相干处理间隔内依次向目标对象发射多个捷变载波信号所接收到的回波信号；
根据脉冲压缩误差，分别对多个回波信号进行脉冲压缩，得到多个第一回波信号；
对所述多个第一回波信号进行相位补偿，得到多个第二回波信号；
根据所述多个第二回波信号进行相干积累，得到针对所述目标对象的相干积累结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据脉冲压缩误差，分别对多个回波信号进行脉冲压缩，得到多个第一回波信号，包括：
根据预设的匹配滤波函数和所述脉冲压缩误差，获取目标匹配滤波函数；
根据所述目标匹配滤波函数，对各回波信号进行脉冲压缩，得到对应的第一回波信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述多个第一回波信号进行相位补偿，得到多个第二回波信号，包括：
对各所述第一回波信号的共轭以及所述第一回波信号的下一个回波信号进行相乘，得到对应的第二回波信号，所述下一个回波信号为所述多个第一回波信号中所述第一回波信号的下一个回波信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个第二回波信号进行相干积累，得到针对所述目标对象的相干积累结果，包括：
根据各第二回波信号和预设标准回波信号，获取残余频率捷变距离相位；
根据所述残余频率捷变距离相位和所述第二回波信号，得到相干积累信号；
根据多个所述相干积累信号进行相干积累，得到针对所述目标对象的相干积累结果。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述残余频率捷变距离相位和所述第二回波信号，得到相干积累信号，包括：
根据所述残余频率捷变距离相位，构建多个频率捷变距离相位补偿函数，所述多个频率捷变距离相位补偿函数为基于根据所述雷达与所述目标对象之间的不同距离构建的距离相位补偿函数；
根据各所述频率捷变距离相位补偿函数和所述第二回波信号的乘积，得到第三回波信号；
若所述第三回波信号不存在所述残余频率捷变距离相位，则确定所述第三回波信号为所述相干积累信号。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取目标载波信号的载频频率；
根据所述目标载波信号的载频频率，确定多个载波信号中相邻两个载波信号之间的脉冲重复间隔，以使所述雷达基于所述脉冲重复间隔，按照对应载频频率发射所述相邻两个载波信号。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标载波信号的载频频率，确定多个载波信号中相邻两个载波信号之间的脉冲重复间隔，包括：
采用公式
Figure M_221109103514360_360911001
计算所述相邻两个载波信号之间的脉冲重复间隔
Figure M_221109103514503_503470001
；
其中，
Figure M_221109103514814_814994001
为第
Figure M_221109103515017_017120002
个载波信号的载频频率，
Figure M_221109103515111_111400003
的取值范围为1至
Figure M_221109103515189_189524004
，
Figure M_221109103515257_257398005
为预设常数。
8.一种基于雷达信号的相干积累装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取雷达接收到的多个回波信号，所述多个回波信号为所述雷达在预设相干处理间隔内依次向目标对象发射多个捷变载波信号所接收到的回波信号；
脉冲压缩模块，用于根据脉冲压缩误差，分别对多个回波信号进行脉冲压缩，得到多个第一回波信号；
相位补偿模块，用于对所述多个第一回波信号进行相位补偿，得到多个第二回波信号；
相干积累模块，用于根据所述多个第二回波信号进行相干积累，得到针对所述目标对象的相干积累结果。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述处理器执行所述机器可读指令，以执行权利要求1至7任一项所述的基于雷达信号的相干积累方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行权利要求1至7任一项所述的基于雷达信号的相干积累方法。
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