一种多脉冲组合探测的雷达信号快速恢复方法技术

本发明专利技术公开了一种多脉冲组合探测的雷达信号快速恢复方法，包括：对多脉冲组合编码，将多脉冲组合信号分为n组，每组m个子脉冲，各个子脉冲等时宽，其中，m＞1，n＞1；构建接收窗口；以设定时间间隔连续、循环发射各子脉冲信号，并在该时间间隔内通过接收窗口接收对应的回波信号；对接收到的回波信号解码，基于接收窗口构建回波信号的分组整数系数矩阵，将恢复运算由卷积运算简化为仅包含加减运算的矩阵和向量内积运算，得到恢复信号；对恢复信号进行归一化处理，得到目标回波信号，实现雷达信号的恢复。本发明专利技术中，将恢复运算由卷积运算，简化为仅包含加减运算的向量运算，实现雷达信号的快速恢复，便于实现实时信号处理。

A Fast Recovery Method of Radar Signal for Multi-Pulse Combination Detection

The invention discloses a fast recovery method of radar signal for multi-pulse combination detection, which includes: coding multi-pulse combination, dividing multi-pulse combination signal into n groups, each group of M sub-pulses, each sub-pulse has equal time width, among which m > 1, n > 1; constructing reception window; transmitting sub-pulse signals continuously and cyclically at a set time interval, and receiving them within that time interval. The window receives the corresponding echo signal; decodes the received echo signal, constructs the grouping integer coefficient matrix of the echo signal based on the receiving window, simplifies the recovery operation from convolution operation to matrix and vector inner product operation containing only addition and subtraction operation, and obtains the recovery signal; normalizes the recovery signal, obtains the target echo signal, and achieves the recovery of the radar signal. In the present invention, the recovery operation is simplified from convolution operation to vector operation containing only addition and subtraction operation, so as to realize fast recovery of radar signal and facilitate real-time signal processing.

【技术实现步骤摘要】
一种多脉冲组合探测的雷达信号快速恢复方法
本专利技术涉及雷达
，尤其涉及一种多脉冲组合探测的雷达信号快速恢复方法。
技术介绍
雷达是通过发射探测信号并接收目标的反射信号来获取目标信息的一种无线电遥感探测设备。在现有技术中，雷达的工作体制主要可以划分为脉冲和连续波两种工作方式。在脉冲工作方式下，雷达(也称为“脉冲雷达”)发射脉冲形式的探测信号，之后接收目标的回波信号，脉冲雷达的发射和接收在时间上是先后分开的；在连续波工作方式下，雷达(也称为“连续波雷达”)发射连续波探测信号，与此同时接收目标的回波信号，连续波雷达的发射和接收是同时二[作的。在脉冲工作方式下，发射探测信号和接收目标回波信号是分时工作，因而收发之间的相互影响比较小，雷达可以发射功率比较大的信号，探测距离可以比较远。然而，由于发射信号时不能接收信号，所以存在探测距离的下限，也就是探测盲区，其大小由发射信号的脉冲宽度决定。在很多情况下，由于探测区域的要求，脉冲宽度有限，要求加大探测脉冲的峰值功率，从而提高发射信号的平均功率，导致发射机设备更为庞大复杂。在连续波工作方式下，由于连续发射探测信号，使得发射信号的平均功率较大，相对脉冲工作方式而言，其发射信号的峰值功率要小的多，可以采用固态器件、部件方案，实现体积、重量的轻小型化。然而，由于发射和接收信号的工作同时进行，发射和接收通道之间的影响相对较大。为了减少影响保证接收机能够正常工作，一方面要求提高收发通道的隔离度，另一方面对发射机的发射信号功率也要有一定的限制。在这些条件和限制下，导致了连续波雷达的性能受到一定的影响，探测距离比较近。针对脉冲雷达和连续波雷达的上述缺陷或不足，中科院电子所专利技术了连续脉冲雷达工作体制，这一新的雷达工作体制借鉴脉冲与连续波雷达的优点，基于发射和接收信号相间隔的方式以一定的间隔连续发射探测脉冲信号，同时在发射脉冲信号之间的时间间隔接收目标的回波信号，以发射时间间隔连续发射设定宽度的探测脉冲信号，在发射的探测脉冲信号之间的脉冲时间间隔接收目标的部分回波信号，再基于部分回波信号恢复完整回波信号。在该专利技术中，根据部分回波信号以及时间窗来恢复完整回波信号包括：将所述部分回波信号变换到频域，以得到第一频域信号；将所述时间窗变换到频域，以得到第二频域信号；根据所述第一频域信号和所述第二频域信号，按照下式计算所述回波信号的频域信号：其中表示卷积运算，YP(ω)是所述第一频域信号，PT(ω)是所述第二频域信号，并且Y(ω)是所述回波信号的频域信号；以及将所述回波信号的频域信号反变换到时域，以得到所述完整回波信号。该专利技术的信号恢复过程尽管是采用频域快速卷积运算，但计算量仍然非常巨大，不利于实时实现，因此，需要对连续脉冲雷达体制进行改进，在利用连续脉冲雷达体制的优势的同时，降低恢复处理的计算量，存在雷达信号快速恢复方法的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多脉冲组合探测的雷达信号快速恢复方法，其能够克服多脉冲编码信号恢复计算量巨大的问题，实现对雷达信号的快速恢复，满足实时雷达信号处理的要求。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种多脉冲组合探测的雷达信号快速恢复方法。本专利技术一实施例提供了一种多脉冲组合探测的雷达信号快速恢复方法，该方法在多脉冲编码时，将多脉冲分为n组，每组m个子脉冲，子脉冲等时宽，采用0度相移的子脉冲，或采用180度相移的子脉冲；在接收解码时，构建接收窗口回波的分组整数系数矩阵，将恢复运算由卷积运算，简化为仅包含加减运算的矩阵和向量内积运算，实现雷达信号的快速恢复。根据本专利技术提供的多脉冲组合探测的雷达信号快速恢复方法，该方法包括：首先，对多脉冲组合编码，将该多脉冲组合信号分为n组，每组m个子脉冲，各个子脉冲等时宽，其中，m＞1，n＞1；进一步的，在无脉冲发射时为接收窗口，每一个子脉冲时间宽度对应的接收间隔作为1个接收窗口。其次，构建接收窗口；进一步的，该构建的接收窗口为：两个子脉冲之间有1至m-1个与子脉冲宽度相等的接收窗口，每一个子脉冲的完整回波由k个接收窗口组成，k＝m+j-1，j为该组多脉冲全部接收窗口的脉冲宽度的个数。接着，以设定的时间间隔连续、循环发射各子脉冲信号，并在该时间间隔内通过接收窗口接收对应的回波信号；进一步的，以设定的时间间隔连续、循环发射各子脉冲信号包括：发射0度相移的子脉冲，或180度相移的子脉冲。然后，对接收到的回波信号解码，基于接收窗口构建回波信号的分组整数系数矩阵，将恢复运算由卷积运算简化为仅包含加减运算的矩阵和向量内积运算，得到恢复信号；进一步的，恢复运算为：其中，ek为第k个接收窗口的恢复信号，Rk，i为恢复矢量，Gi为接收窗口信号矢量，Ak为噪声加权矢量，N为噪声矢量。最后，对恢复信号进行归一化处理，得到目标回波信号，实现雷达信号的恢复。进一步的，对恢复信号进行归一化处理为：其中为第k个接收窗口的归一化恢复信号，dk为第k个接收窗口的归一化系数。根据本专利技术提供的多脉冲组合探测的雷达信号快速恢复方法至少具有如下有益效果：将恢复运算由卷积运算，简化为仅包含加减运算的向量运算，实现雷达信号的快速恢复，便于实现实时信号处理。附图说明通过以下结合附图的说明，并且随着对本专利技术的更全面了解，本专利技术的其他目的和效果将变得更加清楚和易于理解，其中：图1是本专利技术实施例基于n＝7、m＝5、k＝11、j＝7的多脉冲编码的示意图；图2是本专利技术实施例基于n＝7、m＝5、k＝11、j＝7的接收窗口的回波信号编码的示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术一实施例提供了一种多脉冲组合探测的雷达信号快速恢复方法，包括：对多脉冲组合编码，将该多脉冲组合信号分为n组，每组m个子脉冲，各个子脉冲等时宽，其中，m＞1，n＞1；一些实施例中，在无脉冲发射时为接收窗口，每一个子脉冲时间宽度对应的接收间隔作为1个接收窗口。其次，构建接收窗口；一些实施例中，该构建的接收窗口为：两个子脉冲之间有1至m-1个与子脉冲宽度相等的接收窗口，每一个子脉冲的完整回波由k个接收窗口组成，k＝m+j-1，j为该组多脉冲全部接收窗口的脉冲宽度的个数。本实施例中，请参见图1，是设定n＝7、m＝5、k＝11、j＝7时多脉冲编码的示意图。图中，向上的脉冲表示发射0度相移的子脉冲，向下的脉冲表示发射180度相移的子脉冲，无脉冲时表示接收窗口，可以有多个连续的接收窗口，每一个脉冲和接收窗口占用相同的时间宽度。基于以上实施例，用1表示发射0度相移的子脉冲，-1表示发射180度相移的子脉冲，0表示接收窗口，则图1各脉冲组可以表示为：第1组多脉冲：101010100100；第2组多脉冲：-101010100100；第3组多脉冲：10-1010100100；第4组多脉冲：1010-10100100；第5组多脉冲：101010-100100；第6组多脉冲：101010100-100；第7组多脉冲：101010100100。接着，以上述多脉冲编码设定的时间间隔连续、循环发射各子脉冲信号，并在该时间间隔内通过接收窗口接收对应的回波信号；一些实施例中，以固定时间间隔连续、循环发射各子脉冲信号包括：发射0度相移的子脉冲，或18本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多脉冲组合探测的雷达信号快速恢复方法，其特征在于，包括：对多脉冲组合编码，将所述多脉冲组合信号分为n组，每组m个子脉冲，所述子脉冲等时宽，其中，m＞1，n＞1；构建接收窗口；以设定的时间间隔连续、循环发射各子脉冲信号，并在该时间间隔内通过接收窗口接收对应的回波信号；对接收到的回波信号解码，基于接收窗口构建回波信号的分组整数系数矩阵，将恢复运算由卷积运算简化为仅包含加减运算的矩阵和向量内积运算，得到恢复信号；对恢复信号进行归一化处理，得到目标回波信号，实现雷达信号的快速恢复。

【技术特征摘要】
1.一种多脉冲组合探测的雷达信号快速恢复方法，其特征在于，包括：对多脉冲组合编码，将所述多脉冲组合信号分为n组，每组m个子脉冲，所述子脉冲等时宽，其中，m＞1，n＞1；构建接收窗口；以设定的时间间隔连续、循环发射各子脉冲信号，并在该时间间隔内通过接收窗口接收对应的回波信号；对接收到的回波信号解码，基于接收窗口构建回波信号的分组整数系数矩阵，将恢复运算由卷积运算简化为仅包含加减运算的矩阵和向量内积运算，得到恢复信号；对恢复信号进行归一化处理，得到目标回波信号，实现雷达信号的快速恢复。2.根据权利要求1所述的多脉冲组合探测的雷达信号快速恢复方法，其特征在于，在无脉冲发射时为接收窗口，每一个子脉冲时间宽度对应的接收间隔作为1个接收窗口。3.根据权利要求1所述的多脉冲组合探测的雷达信号快速恢复方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王岩飞，李和平，韩松，刘畅，周长义，
申请(专利权)人：中国科学院电子学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11