CN115932921A - 一种多卫星多载波的非相参联合累积处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多卫星多载波的非相参联合累积处理方法,首先对同步轨道卫星信号外辐射源雷达系统建模，计算一定载频下目标的多普勒频率；接着选取一定带宽内的一个载频的信号作为一个载波，计算单载波的模糊函数相关积累结果，并对积累结果进行Radon‑Fourier变换，得到单载波运动补偿后的模糊相关积累结果；然后利用载频之间的大小关系，将不同载波信号的模糊相关积累结果进行倍数补偿对齐；最后对对齐后的积累结果进行非相干积累，得到最终结果。本发明充分利用了同步轨道卫星的频谱资源，利用同源多载波联合相关积累，可有效提高设备微弱电磁散射信号的检测灵敏度，提升系统作用距离和对小RCS目标侦察定位能力。

Description

一种多卫星多载波的非相参联合累积处理方法

技术领域

本发明属于信号处理领域，具体涉及一种多卫星多载波的非相参联合累积处理方法。

背景技术

外辐射源雷达系统通过接收直达波信号和目标反射信号，进行长时间相关积累提高积累增益，得到信号的互模糊函数，从而检测目标。对于外辐射源雷达系统，若其以同步轨道的广播电视卫星信号作为外辐射源，由于同步轨道的卫星在距离地面在三万六千公里以上，其到达地面的信号功率较小，同时经目标反射后信号会更加微弱，因此需要利用一定的技术手段提高检测目标的积累增益。

同步轨道商用通信卫星在设计时为提升其经济效益和通信容量，大都采用多个转发器，其辐射能量分散在宽带范围内的多个载波上，如果利用单载波相关积累手段处理，没有充分利用卫星的频谱资源，相关积累增益比较低，从而导致获得的积累增益有限，影响了目标检测的准确性。

发明内容

本发明的目的在于：本发明提供一种多卫星多载波的非相参联合累积处理方法，首先利用同卫星源多载波联合相参积累，然后通过频率补偿实现不同卫星源之间的非相参积累，可有效提高设备对微弱电磁散射信号的检测能力，提升系统作用距离和对小RCS目标侦察定位能力。

本发明公开了一种多卫星多载波的非相参联合累积处理方法，其步骤包括：

S1，外辐射源雷达系统利用同步轨道卫星作为外辐射源,外辐射源雷达系统接收来自外辐射源的直达波信号和来自目标反射的回波信号，计算一定载波频率的回波信号的多普勒频率范围；所述的直达波信号和回波信号都包含多个单载波的信号；

S2，计算数字电视卫星的发射信号的单载波模糊相参积累结果；

S3，将数字电视卫星的发射信号的单载波模糊相参积累结果进行多普勒频率补偿对齐，得到多普勒频率补偿对齐后的相参积累结果，再将多普勒频率补偿对齐后的相参积累结果进行非相参累积处理，得到非相参累积处理结果；

S4，选择地球同步轨道上与步骤S1选定的同步轨道卫星不同的其他同步轨道卫星作为第二外辐射源，对第二外辐射源重复上述步骤S1至S3，得到第二非相参累积处理结果，将第一非相参累积处理结果和第二非相参累积处理结果进行合成处理，得到最终合成结果。

所述的步骤S1，其具体包括：

S11，外辐射源雷达系统选择同步轨道卫星中的数字电视卫星作为外辐射源，数字电视卫星的发射信号的各个载波频率和信号带宽为已知信息，外辐射源雷达系统在其接收机设置参考通道和监视通道，参考通道和监视通道分别用于接收来自外辐射源的直达波信号和来自目标反射的回波信号，所接收到的直达波信号和回波信号均包含H个单载波信号，第i个单载波信号的载波频率为f_ci，第i个单载波信号的信号带宽为B_i，i＝1,2,...,H；

S12，利用以每个单载波信号的载波频率为中心频率、其信号带宽为滤波带宽的带通滤波器对直达波信号和回波信号分别进行滤波，并对滤波后的信号再分别进行采样，得到H个单载波直达波信号S_ri(n)和H个单载波回波信号S_ei(n)，i＝1,2,...,H，n为采样得到的离散信号的序号数；

S13，计算每个单载波回波信号的多普勒频率范围；外辐射源的位置坐标为T_x，外辐射源雷达系统的接收机的位置坐标为R_x，目标的位置坐标为P，目标到外辐射源的连线的单位向量为

目标到外辐射源雷达系统的接收机的连线的单位向量为

双基角为

和

的夹角，目标速度的单位向量在

和

所在平面的投影为

单载波回波信号的多普勒频率f_d的计算公式为：

其中，c为光速，f_c为该单载波回波信号的载波频率。

所述的步骤S2，其具体包括：

S21，在数字电视卫星的直达波信号中选取载波频率为f_c1的信号作为单载波信号，对其做数字下变频得到直达波基带信号，其中心频率为f₀；

S22，对直达波基带信号和回波信号分别进行离散化处理，得到直达波基带离散信号u(n)和回波离散信号，选取一定时间长度的直达波信号和回波信号，分别将其分为M段信号，每段信号的长度为N，再分别对分段后的信号进行补零扩展，得到直达波分段信号和回波分段信号，每段直达波分段信号和回波分段信号的信号长度均为N+N_d，其中N_d是探测最大时延对应的数据长度；

S23，假设每段信号的相位为常数，则第m段直达波信号和回波信号的离散形式分别为：

和

其中，

表示第m段直达波分段信号的第n个离散点的取值，u_m(n)表示对直达波基带离散信号u(n)进行分段后得到的第m段直达波基带离散信号在第n个离散点的取值，

表示第m段回波分段信号的第n个离散点的取值，A表示回波信号幅度系数，a_τ表示时延变化率，τ₀表示回波信号初始时延，f_s为外辐射源雷达系统的接收机的采样率，m为段号，m＝1,2,...,M；

S24，对直达波分段信号和回波分段信号进行频域脉冲压缩，得到频域脉冲压缩结果变量，其表达式为，

其中，X_m(l)表示第m段信号的频域脉冲压缩结果变量在离散时延l处的取值，FFT表示离散傅里叶变换，IFFT表示逆离散傅里叶变换；

S25，对频域脉冲压缩结果变量做Radon-Fourier变换，得到第i个单载波直达波信号的运动补偿后的模糊相关积累结果χ_i(l,k)，其表达式为:

其中，l和k分别表示离散化的时延变量和多普勒频率；

S26，对数字电视卫星的直达波信号所包含的其他载波频率的单载波直达波信号，重复步骤S21至步骤S25，得到数字电视卫星的直达波信号所包含的所有H个载波频率的单载波直达波信号的运动补偿后的模糊相关积累结果χ_i(l,k)，i＝1,2,...,H，从而得到数字电视卫星的发射信号的单载波模糊相参积累结果。

所述的步骤S3，其具体包括：

S31，计算每个载波频率f_ci产生的多普勒频率f_di与载波频率f_c1产生的多普勒频率f_d1的比值，即多普勒频率比例值κ_i，该计算过程表示为：

其中，κ_i表示第i个载波频率与第1个载频频率的多普勒频率比例值；

S32，对步骤S2得到的H个模糊相关积累结果χ_i(l,k)的多普勒频率维乘以

得到每个载波的多普勒频率补偿对齐后的模糊相关积累结果χ_i'，即：

将多普勒频率补偿对齐后的模糊相关积累结果进行非相参累积处理，得到非相参累积处理结果，将该非相参累积处理结果记为第一非相参累积处理结果。

所述的非相参累积处理，是将多个载波的多普勒频率补偿对齐后的模糊相参积累结果取模后再进行非相参相加，得到非相参累积处理结果A(l,k)，非相参累积处理的计算过程表示为：

将该非相参累积处理结果记为第一非相参累积处理结果。

所述的步骤S4，其具体包括：

S41,选择地球同步轨道上另一个数字电视卫星作为第二外辐射源，对第二外辐射源的发射信号重复步骤S1至步骤S4，得到以第二外辐射源的第二非相参累积处理结果A'(l,k)；

S42,该第二外辐射源的发射信号所包含的载频为f_c1的单载波信号经目标反射后，产生的多普勒频率f_d1'为

其中，

为目标到第二外辐射源的方向向量；

S43，f_d1'与f_d1的比值δ表示为

根据所选取的两个数字电视卫星的运行轨道和目标位置范围，确定比值δ的取值范围为δ∈[δ_min,δ_max]；

S44，根据比值δ的取值范围，对A'(l,k)进行补偿，得到补偿后的第二非相参累积处理结果A₁'(l,k)，其计算结果为：

将A₁'(l,k)与A(l,k)进行非相参积累，得到合成结果，其计算过程为

取

在δ∈[δ_min,δ_max]内积累增益最高的结果，作为最终合成结果

即

从而得到最终合成结果，设置检测门限，若最终合成结果超过该检测门限，则认为存在目标，否则认为不存在目标。

本发明的有益效果：

(1)本发明提供的一种多载波相参和非相参联合累积处理方法，利用同源多载波联合相关积累，可有效提高设备微弱电磁散射信号的检测灵敏度，提升系统探测距离和对小RCS目标侦察定位能力。

(2)由理论分析和试验数据仿真结果可以看出，本发明的基于相参和非相参积累的多载波能量积累方法，可以有效降低相关检测门限，提升系统对微弱电磁扰动信号的检测灵敏度。

附图说明

图1为一种多卫星多载波的非相参联合累积处理方法流程图；

图2为同步轨道卫星信号外辐射源雷达系统建模图；

图3为倍数补偿对齐前非相干积累结果示意图；

图4为倍数补偿对齐后非相干积累结果示意图；

图5为不同卫星源频差倍数搜索处理结果；

图6为卫星1载波1模糊相关积累结果时延切片；

图7为卫星1载波2模糊相关积累结果时延切片；

图8为卫星1两个载波模糊非相干积累结果时延切片；

图9为卫星2载波1模糊相关积累结果时延切片；

图10为卫星2载波2模糊相关积累结果时延切片；

图11为卫星2两个载波模糊非相干积累结果时延切片；

图12为2个卫星载波非相干积累结果时延切片结果。

具体实施方式

为了更好的了解本发明内容，这里给出一个实施例。

图1为一种多卫星多载波的非相参联合累积处理方法流程图；图2为同步轨道卫星信号外辐射源雷达系统建模图；图3为倍数补偿对齐前非相干积累结果示意图；图4为倍数补偿对齐后非相干积累结果示意图；图5为不同卫星源频差倍数搜索处理结果；图6为卫星1载波1模糊相关积累结果时延切片；图7为卫星1载波2模糊相关积累结果时延切片；图8为卫星1两个载波模糊非相干积累结果时延切片。图9为卫星2载波1模糊相关积累结果时延切片；图10为卫星2载波2模糊相关积累结果时延切片；图11为卫星2两个载波模糊非相干积累结果时延切片。图12为2个卫星载波非相干积累结果时延切片结果。

本发明公开了一种多卫星多载波的非相参联合累积处理方法，其步骤包括：

步骤S1，外辐射源雷达系统利用同步轨道卫星作为外辐射源,外辐射源雷达系统接收来自外辐射源的直达波信号和来自目标反射的回波信号，计算一定载波频率的回波信号的多普勒频率范围。所述的直达波信号和回波信号都包含多个单载波的信号。

所述的步骤S1，其具体包括：

S11，外辐射源雷达系统选择同步轨道卫星中的数字电视卫星作为外辐射源，数字电视卫星的发射信号的各个载波频率和信号带宽为已知信息，外辐射源雷达系统在其接收机设置参考通道和监视通道，分别用于接收来自外辐射源的直达波信号和来自目标反射的回波信号，所接收到的直达波信号和回波信号均包含H个单载波信号，第i个单载波信号的载波频率为f_ci，第i个单载波信号的信号带宽为B_i，i＝1,2,...,H；

S12，利用以每个单载波信号的载波频率为中心频率、其信号带宽为滤波带宽的带通滤波器对直达波信号和回波信号分别进行滤波和采样，得到H个单载波直达波信号S_ri(n)和H个单载波回波信号S_ei(n)，i＝1,2,...,H，n为采样得到的离散信号的序号数。

S13，计算每个单载波回波信号的多普勒频率范围。如图2所示，外辐射源的位置坐标为T_x，外辐射源雷达系统的接收机的位置坐标为R_x，目标的位置坐标为P，目标到外辐射源的连线的单位向量为

目标到外辐射源雷达系统的接收机的连线的单位向量为

双基角为

和

的夹角，目标速度的单位向量在

和

所在平面的投影为

来自目标反射的回波信号的多普勒频率f_d的计算公式为：

其中，c为光速，f_c为某个单载波回波信号的载波频率。

步骤S2，计算数字电视卫星的发射信号的单载波模糊相参积累结果。单载波的模糊相参积累结果用单载波模糊函数来表示。单载波模糊函数，是将直达波信号的单载波信号和回波信号的单载波信号进行相关处理，其表达式为：

其中，s_e(t)为直达波信号的单载波信号，s_r(t)为回波信号的单载波信号，T为相关处理的积累时间，t为时间，f_c为直达波信号和回波信号的单载波信号的载波频率，t_d为回波信号相对于直达波信号的时延，D为固定时延。但是，如果以定义法对单载波进行模糊函数相关处理，计算量相当大，无法应用于实际工程中。同时，对于高速运动目标，在积累时间T内存在跨距离单元走动，致使能量扩散，积累结果的信噪比有所损失。等效频域脉冲压缩的方法可以有效降低模糊相关积累的运算量。同时，利用Radon-Fourier可以矫正跨距离单元走动的问题。

S21，在数字电视卫星的直达波信号中选取一定带宽内的载波频率为f_c1的信号作为单载波信号，对其做数字下变频得到直达波基带信号，其中心频率为f₀。载波频率简称载频。

对第i(i＝1,2,...,H)个单载波的直达波信号进行下变频，得到基带信号，其表达式为：

其中，

为第i个单载波信号的载频，f_s为采样频率，

为原始单载波直达波信号。将y(n)通过低通滤波器，即可得到该单载波信号的基带直达波信号

同理，可以得到单载波信号的基带回波信号

(下文所提的单载波信号指经过数字下变频后单载波信号的基带信号)。

S22，对直达波基带信号和回波信号分别进行离散化处理，得到直达波基带离散信号u(n)和回波离散信号，选取一定时间长度的直达波信号和回波信号，分别将其分为M段信号，每段信号的长度为N，再分别对分段后的信号进行补零扩展，得到直达波分段信号和回波分段信号，每段直达波分段信号和回波分段信号的信号长度均为N+N_d，其中N_d是探测最大时延对应的数据长度。将直达波信号s_r(n)和回波信号s_e(n)均分为M段，得到分段后信号，将分段后信号的段内时间称为快时间t_f，将段间时间称为慢时间t_m，每段信号持续时间为T_r。探测最大时延是指外辐射源雷达系统的最大探测距离所对应的时延。

S23，假设每段信号的相位为常数，则第m段直达波信号和回波信号的离散形式分别为：

和

其中，

表示第m段直达波分段信号的第n个离散点的取值，u_m(n)表示对直达波基带离散信号u(n)进行分段后得到的第m段直达波基带离散信号在第n个离散点的取值，

表示第m段回波分段信号的第n个离散点的取值，A表示回波信号幅度系数，a_τ表示时延变化率，τ₀表示回波信号初始时延，f_s为基于同步轨道卫星信号的外辐射源雷达系统的接收机的采样率，m为段号，m＝1,2,...,M。

S24，对直达波分段信号和回波分段信号进行频域脉冲压缩，得到频域脉冲压缩结果变量，其表达式为，

其中，X_m(l)表示第m段信号的频域脉冲压缩结果变量在离散时延l处的取值，FFT表示离散傅里叶变换，IFFT表示逆离散傅里叶变换。

S25，对频域脉冲压缩结果变量做Radon-Fourier变换，得到单载波运动补偿后的模糊相关积累结果χ_i(l,k)，其表达式为:

其中，l和k分别表示离散化的时延变量和多普勒频率。

S26，对数字电视卫星的直达波信号所包含的其他载波频率的单载波直达波信号，重复步骤S21至步骤S25，得到数字电视卫星的直达波信号所包含的所有H个载波频率的单载波直达波信号的运动补偿后的模糊相关积累结果χ_i(l,k)，i＝1,2,...,H，从而得到数字电视卫星的发射信号的单载波模糊相参积累结果。

S3，将数字电视卫星的发射信号的单载波模糊相参积累结果进行多普勒频率补偿对齐，得到多普勒频率补偿对齐后的相参积累结果，再将多普勒频率补偿对齐后的相参积累结果进行非相参累积处理，得到非相参累积处理结果。

一般情况下，对于商用同步轨道卫星的外辐射源，同一照射波束的所有载波共用一个发射天线，因此在同一外辐射源波束条件下，不同载波的传输延时可以认为完全相同(不考虑宽带接收系统的群时延误差)，即单目标模糊相关积累目标峰的时延τ₀相同。理论上，同一外辐射源的多个载波可直接进行相参积累，但工程实现时存在以下问题，1)多载波相参积累使得系统的时延分辨率过高，在同时保证长积累时间条件下，使得处理量过于庞大，工程上难以实现；2)在过高的时延分辨率下，为了使得运动补偿处理保证相应的时延运动补偿精度，导致运动补偿处理的复杂度和运算量显著增大；3)当时延分辨率精细到目标成像级别时，目标不能再简单看作一个点目标，相关能量被分散到多个目标像素点上，相关处理增益反而无法提高。因此，本发明采用相参和非相参联合处理方法。

所述的步骤S3，其具体包括：

S31，计算每个载波频率f_ci产生的多普勒频率f_di与载波频率f_c1产生的多普勒频率f_d1的比值，即多普勒频率比例值κ_i，该计算过程表示为：

其中，κ_i表示第i个载波频率与第1个载频频率的多普勒频率比例值；可见，若已知载频f_ci与载频f_c1，即可求出其多普勒频率f_di与f_d1的比值κ_i。对同一卫星不同载波的信号，可以认为经目标反射的回波信号时延相同。以同步轨道卫星中的数字电视卫星的直达波信号中的载波频率最低的载波的载波频率作为基准载频f_c1，计算其他载波信号的载频f_ci，i＝2,3,...,H，与f_c1产生的多普勒频率的比值κ_i。

S32，如图4所示，对步骤S2得到的H个模糊相关积累结果χ_i(l,k)的多普勒频率维乘以

得到每个载波的多普勒频率补偿对齐后的模糊相关积累结果χ_i'，即：

将多普勒频率补偿对齐后的模糊相关积累结果进行非相参累积处理，得到非相参累积处理结果，将该非相参累积处理结果记为第一非相参累积处理结果。

所述的非相参累积处理，是将多个载波的多普勒频率补偿对齐后的模糊相参积累结果取模后再进行非相参相加，得到非相参累积处理结果A(l,k)，非相参累积处理的计算过程表示为：

将该非相参累积处理结果记为第一非相参累积处理结果。

S4，选择地球同步轨道上另一个数字电视卫星作为第二外辐射源，对第二外辐射源重复上述步骤S1至S3，得到第二非相参累积处理结果，将第一非相参累积处理结果和第二非相参累积处理结果进行合成处理，得到最终合成结果。

所述的步骤S4，其具体包括：

S41,选择地球同步轨道上另一个数字电视卫星作为第二外辐射源，对第二外辐射源的发射信号重复步骤S1至步骤S4，得到以第二外辐射源的第二非相参累积处理结果A'(l,k)。

S42,如图1所示，该第二外辐射源的发射信号所包含的载频为f_c1的单载波信号经目标反射后，产生的多普勒频率f_d1'为

其中，

目标到第二外辐射源的方向向量。

S43，f_d1'与f_d1的比值δ表示为

可见δ的取值与两个同步轨道卫星的几何位置和目标的位置有关，由于两卫星的相对位置固定且其与目标的距离远大于目标到接收站的距离，因此δ的取值的变化范围有限。根据所选取的两个数字电视卫星的运行轨道和目标位置范围，确定比值δ的取值范围为δ∈[δ_min,δ_max]。

S44，根据比值δ的取值范围，对A'(l,k)进行补偿，得到补偿后的第二非相参累积处理结果A₁'(l,k)，其计算结果为：

将A₁'(l,k)与A(l,k)进行非相参积累，得到合成结果，其计算过程为

取

在δ∈[δ_min,δ_max]内积累增益最高的结果，作为最终合成结果

即

从而得到最终合成结果，设置检测门限，若最终合成结果超过该检测门限，则认为存在目标，否则认为不存在目标。

利用外场试验对固定标校塔侦收数据进行仿真验证。受试验中采集设备接收机带宽因素限制，仅能通过窄带多波束联合检测模拟实际使用场景下宽带多波束积累。

利用外场试验对固定标校塔侦收数据进行仿真验证。受试验中采集设备接收机带宽因素限制，仅能通过窄带多波束联合检测模拟实际使用场景下宽带多波束积累。

外场试验数据仿真试验场景：卫星照射源选择广播电视卫星一与广播电视卫星二，对民航飞机进行检测。从每个星上多个载波中选择2个载波，进行仿真，单个载波带宽约0.8MHz，积累时间0.358s，单个载波相关检测信噪比10-12dB，如图6,7和图9,10所示。将单个卫星的2个载波合成后，检测信噪比可以达12.88dB，如图8和图11所示，将广播电视卫星一和广播电视卫星二的所有载波合成，检测信噪比可以达到15.56dB，如图12所示。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种多卫星多载波的非相参联合累积处理方法，其特征在于，其步骤包括：

S1，外辐射源雷达系统利用同步轨道卫星作为外辐射源,外辐射源雷达系统接收来自外辐射源的直达波信号和来自目标反射的回波信号，计算一定载波频率的回波信号的多普勒频率范围；所述的直达波信号和回波信号都包含多个单载波的信号；

S2，计算数字电视卫星的发射信号的单载波模糊相参积累结果；

S3，将数字电视卫星的发射信号的单载波模糊相参积累结果进行多普勒频率补偿对齐，得到多普勒频率补偿对齐后的相参积累结果，再将多普勒频率补偿对齐后的相参积累结果进行非相参累积处理，得到非相参累积处理结果；

S4，选择地球同步轨道上与步骤S1选定的同步轨道卫星不同的其他同步轨道卫星作为第二外辐射源，对第二外辐射源重复上述步骤S1至S3，得到第二非相参累积处理结果，将第一非相参累积处理结果和第二非相参累积处理结果进行合成处理，得到最终合成结果。

2.如权利要求1所述的多卫星多载波的非相参联合累积处理方法，其特征在于，所述的步骤S1，其具体包括：

S11，外辐射源雷达系统选择同步轨道卫星中的数字电视卫星作为外辐射源，数字电视卫星的发射信号的各个载波频率和信号带宽为已知信息，外辐射源雷达系统在其接收机设置参考通道和监视通道，参考通道和监视通道分别用于接收来自外辐射源的直达波信号和来自目标反射的回波信号，所接收到的直达波信号和回波信号均包含H个单载波信号，第i个单载波信号的载波频率为f_ci，第i个单载波信号的信号带宽为B_i，i＝1,2,...,H；

S12，利用以每个单载波信号的载波频率为中心频率、其信号带宽为滤波带宽的带通滤波器对直达波信号和回波信号分别进行滤波，并对滤波后的信号再分别进行采样，得到H个单载波直达波信号S_ri(n)和H个单载波回波信号S_ei(n)，i＝1,2,...,H，n为采样得到的离散信号的序号数；

S13，计算每个单载波回波信号的多普勒频率范围；外辐射源的位置坐标为T_x，外辐射源雷达系统的接收机的位置坐标为R_x，目标的位置坐标为P，目标到外辐射源的连线的单位向量为

目标到外辐射源雷达系统的接收机的连线的单位向量为

双基角为

和

的夹角，目标速度的单位向量在

和

所在平面的投影为

单载波回波信号的多普勒频率f_d的计算公式为：

其中，c为光速，f_c为该单载波回波信号的载波频率。

3.如权利要求2所述的多卫星多载波的非相参联合累积处理方法，其特征在于，所述的步骤S2，其具体包括：

S21，在数字电视卫星的直达波信号中选取载波频率为f_c1的信号作为单载波信号，对其做数字下变频得到直达波基带信号，其中心频率为f₀；

S22，对直达波基带信号和回波信号分别进行离散化处理，得到直达波基带离散信号u(n)和回波离散信号，选取一定时间长度的直达波信号和回波信号，分别将其分为M段信号，每段信号的长度为N，再分别对分段后的信号进行补零扩展，得到直达波分段信号和回波分段信号，每段直达波分段信号和回波分段信号的信号长度均为N+N_d，其中N_d是探测最大时延对应的数据长度；

S23，假设每段信号的相位为常数，则第m段直达波信号和回波信号的离散形式分别为：

和

其中，

表示第m段直达波分段信号的第n个离散点的取值，u_m(n)表示对直达波基带离散信号u(n)进行分段后得到的第m段直达波基带离散信号在第n个离散点的取值，

表示第m段回波分段信号的第n个离散点的取值，A表示回波信号幅度系数，a_τ表示时延变化率，τ₀表示回波信号初始时延，f_s为外辐射源雷达系统的接收机的采样率，m为段号，m＝1,2,...,M；

S24，对直达波分段信号和回波分段信号进行频域脉冲压缩，得到频域脉冲压缩结果变量，其表达式为，

其中，X_m(l)表示第m段信号的频域脉冲压缩结果变量在离散时延l处的取值，FFT表示离散傅里叶变换，IFFT表示逆离散傅里叶变换；

S25，对频域脉冲压缩结果变量做Radon-Fourier变换，得到第i个单载波直达波信号的运动补偿后的模糊相关积累结果χ_i(l,k)，其表达式为:

其中，l和k分别表示离散化的时延变量和多普勒频率；

S26，对数字电视卫星的直达波信号所包含的其他载波频率的单载波直达波信号，重复步骤S21至步骤S25，得到数字电视卫星的直达波信号所包含的所有H个载波频率的单载波直达波信号的运动补偿后的模糊相关积累结果χ_i(l,k)，i＝1,2,...,H，从而得到数字电视卫星的发射信号的单载波模糊相参积累结果。

4.如权利要求3所述的多卫星多载波的非相参联合累积处理方法，其特征在于，所述的步骤S3，其具体包括：

S31，计算每个载波频率f_ci产生的多普勒频率f_di与载波频率f_c1产生的多普勒频率f_d1的比值，即多普勒频率比例值κ_i，该计算过程表示为：

其中，κ_i表示第i个载波频率与第1个载频频率的多普勒频率比例值；

S32，对步骤S2得到的H个模糊相关积累结果χ_i(l,k)的多普勒频率维乘以

得到每个载波的多普勒频率补偿对齐后的模糊相关积累结果χ_i'，即：

将多普勒频率补偿对齐后的模糊相关积累结果进行非相参累积处理，得到非相参累积处理结果，将该非相参累积处理结果记为第一非相参累积处理结果。

5.如权利要求4所述的多卫星多载波的非相参联合累积处理方法，其特征在于，所述的非相参累积处理，是将多个载波的多普勒频率补偿对齐后的模糊相参积累结果取模后再进行非相参相加，得到非相参累积处理结果A(l,k)，非相参累积处理的计算过程表示为：

将该非相参累积处理结果记为第一非相参累积处理结果。

6.如权利要求5所述的多卫星多载波的非相参联合累积处理方法，其特征在于，所述的步骤S4，其具体包括：

S41,选择地球同步轨道上另一个数字电视卫星作为第二外辐射源，对第二外辐射源的发射信号重复步骤S1至步骤S4，得到以第二外辐射源的第二非相参累积处理结果A'(l,k)；

S42,该第二外辐射源的发射信号所包含的载频为f_c1的单载波信号经目标反射后，产生的多普勒频率f_d1'为

其中，

为目标到第二外辐射源的方向向量；

S43，f_d1'与f_d1的比值δ表示为

根据所选取的两个数字电视卫星的运行轨道和目标位置范围，确定比值δ的取值范围为δ∈[δ_min,δ_max]；

S44，根据比值δ的取值范围，对A'(l,k)进行补偿，得到补偿后的第二非相参累积处理结果A₁'(l,k)，其计算结果为：

将A₁'(l,k)与A(l,k)进行非相参积累，得到合成结果，其计算过程为

取

在δ∈[δ_min,δ_max]内积累增益最高的结果，作为最终合成结果

即

从而得到最终合成结果，设置检测门限，若最终合成结果超过该检测门限，则认为存在目标，否则认为不存在目标。

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