本发明专利技术实施例公开了一种基于多混频器的慢时间FDA雷达信号处理方法、装置、计算机存储介质及雷达系统，所述方法包括：针对频率分集阵列FDA的接收阵列中每个接收天线，将接收信号中每个通道信号进行下变频，获得每个通道对应的基带信号；将每个通道对应的基带信号基于设定的近似策略进行近似后，利用每个通道对应的发射信号对相应的每个通道对应的近似后的基带信号进行匹配滤波，获得每个通道针对距离单元的脉冲压缩输出；利用被定义为与距离相关的发射空间频率获取所述每个通道针对距离单元的脉冲压缩输出中的慢时间信号分量以及各慢时间信号分量对应的多普勒频率。慢时间信号分量对应的多普勒频率。慢时间信号分量对应的多普勒频率。
【技术实现步骤摘要】
基于多混频器的慢时间FDA雷达信号处理方法、装置、介质及雷达系统
[0001]本专利技术实施例涉及雷达
，尤其涉及一种基于多混频器的慢时间频率分集阵列(FDA，Frequency Diversity Array)雷达信号处理方法、装置、计算机存储介质及雷达系统。
技术介绍
[0002]运动目标的检测和定位是机载雷达系统需要实现的最重要的任务。机载或星载雷达由于所处平台的运动，其主瓣和旁瓣杂波会扩散地分布在较宽的多普勒频率范围内，从而导致雷达所感兴趣的运动目标，特别是慢速运动目标被散布的载波所淹没。为了改善慢速运动目标的检测性能，通常会采用空时自适应处理(STAP，Space Time Adaptive Processing)技术，该技术联合了多个空域通道和多个相干脉冲进行二维自适应处理，能够有效地抑制空时耦合的杂波和干扰，从而提高慢速运动目标的检测性能。
[0003]FDA的电子扫描阵列的新概念也引起了相当大的关注。不同于相控阵雷达，FDA在发射天线天线间采用了微小的频率步进量，它能够提供与距离和角度依赖的远场方向图，因此可以广泛用于改善目标定位的性能和与距离依赖的干扰抑制。
[0004]但是如果将传统的FDA直接应用于STAP雷达，会有两个缺点。首先，时变模式在快时间域会引起非均匀加权，从而导致匹配滤波响应失真。其次，时变的方向图会导致主瓣杂波扩展，这不利于慢速目标检测。
[0005]近年来，多输入多输出(MIMO，Multiple In Multiple Out)雷达由于在增加的空间自由度、提高的角度估计精度、降低最小的可检测速度MDV以及低截获概率LPI等方面的优点，引起了广泛的关注。
[0006]为了充分利用FDA的距离相关的发射天线的相位信息(也可以理解为自由度)，同时解决时变方向图问题，FDA
‑
MIMO技术通过将发射天线(Tx)的波束形成移动到接收天线(Rx)端，使得FDA
‑
MIMO雷达系统可以在不受时变方向图干扰的情况下获得可控的与距离相关的发射天线的相位信息。但是，由于在发射天线波束形成移动到接收天线端的匹配滤波过程中消除了与距离有关相位信息，导致FDA
‑
MIMO技术无法恢复与距离相关的发射天线的相位信息。
技术实现思路
[0007]有鉴于此，本专利技术实施例期望提供了一种基于多混频器的慢时间FDA雷达信号处理方法、装置、计算机存储介质及雷达系统，能够采用获得的多普勒频率设计多普勒滤波器，从而对所述每个通道针对距离单元的脉冲压缩输出中的慢时间信号分量进行多普勒滤波，获得多普勒滤波增益和杂波幅度矢量，进一步的，还可以从所述杂波幅度矢量中提取与距离有关的发射天线的相位信息。
[0008]本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：
[0009]第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于多混频器的慢时间FDA雷达信号处理方法，包括：
[0010]针对频率分集阵列FDA的接收阵列中每个接收天线，将接收信号中每个通道信号进行下变频，获得每个通道对应的基带信号；
[0011]将每个通道对应的基带信号基于设定的近似策略进行近似后，利用每个通道对应的发射信号对相应的每个通道对应的近似后的基带信号进行匹配滤波，获得每个通道针对距离单元的脉冲压缩输出；
[0012]利用被定义为与距离相关的发射空间频率获取所述每个通道针对距离单元的脉冲压缩输出中的慢时间信号分量以及各慢时间信号分量对应的多普勒频率。
[0013]第二方面，本专利技术实施例提供了装置，包括：下变频部分、匹配滤波部分和获取部分；
[0014]其中，下变频部分，经配置为针对频率分集阵列FDA的接收阵列中每个接收天线，将接收信号中每个通道信号进行下变频，获得每个通道对应的基带信号；
[0015]匹配滤波部分，经配置为将每个通道对应的基带信号基于设定的近似策略进行近似后，利用每个通道对应的发射信号对相应的每个通道对应的近似后的基带信号进行匹配滤波，获得每个通道针对距离单元的脉冲压缩输出；
[0016]获取部分，经配置为利用被定义为与距离相关的发射空间频率获取所述每个通道针对距离单元的脉冲压缩输出中的慢时间信号分量以及各慢时间信号分量对应的多普勒频率。
[0017]第三方面，本专利技术实施例提供了一种雷达系统，所述雷达系统包括：FDA
‑
MIMO雷达天线、存储器和处理器；其中，
[0018]所述FDA
‑
MIMO雷达天线，经配置为FDA
‑
MIMO雷达信号的接收和发送；
[0019]所述存储器，经配置为存储能够在所述处理器上运行的计算机程序；
[0020]所述处理器，经配置为在运行所述计算机程序时，执行第一方面所述基于多混频器的慢时间FDA雷达信号处理方法的步骤。
[0021]第四方面，本专利技术实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机可读介质存储有基于多混频器的慢时间FDA雷达信号处理方法程序，所述基于多混频器的慢时间FDA雷达信号处理方法程序被至少一个处理器执行时实现上述第一方面所述的基于多混频器的慢时间FDA雷达信号处理方法的步骤。
[0022]本专利技术实施例提供了一种基于多混频器的慢时间FDA雷达信号处理方法，通过将接收信号中每个通道信号进行下变频，获得每个通道对应的基带信号；然后，将每个通道对应的基带信号基于设定的近似策略进行近似后，利用每个通道对应的发射信号对相应的每个通道对应的近似后的基带信号进行匹配滤波，获得每个通道针对距离单元的脉冲压缩输出；最后，利用被定义为与距离相关的发射空间频率获取所述每个通道针对距离单元的脉冲压缩输出中的慢时间信号分量以及各慢时间信号分量对应的多普勒频率，从而可以采用获得的多普勒频率设计多普勒滤波器对所述每个通道针对距离单元的脉冲压缩输出中的慢时间信号分量进行多普勒滤波获得多普勒滤波增益和杂波幅度矢量，进一步的，还可以从杂波幅度矢量中提取与距离有关的发射天线的相位信息。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例提供的一种基于多混频器的慢时间FDA雷达信号处理方法流程图；
[0024]图2为本专利技术实施例提供的一种基于多混频器的慢时间FDA雷达系统的工作原理示意图；
[0025]图3为不同目标速度下频率增量为103.333KHz的FDA
‑
MIMO雷达系统的RPs和CTs仿真图；
[0026]图4为不同目标速度下编码长度为100且频率增量为53.333KHz的多通道相干FDA雷达系统的RPs和CTs仿真图；
[0027]图5为不同目标速度下编码长度为100且频率增量为3.333KHz CDMA FDA
‑
MIMO雷达系统的RPs和CTs仿真图；
[0028]图6为不同目标速度下单混频器Rx方案慢时间FDA雷达系统的RPs和CTs仿真图；
[0029]图7为不同目标速度下度混频器Rx方案慢时间FDA雷达系统的RPs和本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于多混频器的慢时间FDA雷达信号处理方法，其特征在于，包括：针对频率分集阵列FDA的接收阵列中每个接收天线，将接收信号中每个通道信号进行下变频，获得每个通道对应的基带信号；将每个通道对应的基带信号基于设定的近似策略进行近似后，利用每个通道对应的发射信号对相应的每个通道对应的近似后的基带信号进行匹配滤波，获得每个通道针对距离单元的脉冲压缩输出；利用被定义为与距离相关的发射空间频率获取所述每个通道针对距离单元的脉冲压缩输出中的慢时间信号分量以及各慢时间信号分量对应的多普勒频率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对频率分集阵列FDA的接收阵列中每个接收天线，将接收信号中每个通道信号进行下变频，获得每个通道对应的基带信号，包括：将频率分集阵列FDA第k个脉冲处，第n个接收天线的接收信号s
n,k
(t)与相乘，得到接收信号中第m通道信号对应的基带信号u(t)的下变频信号相乘，得到接收信号中第m通道信号对应的基带信号u(t)的下变频信号其中，1≤k≤K，K表示脉冲总数目；1≤m≤M，M表示FDA
‑
MIMO雷达中接收阵列的发射天线总数；1≤n≤N，N表示FDA
‑
MIMO雷达中发射阵列的发射天线总数；u(t)表示发射信号的基带波形；f
m
′
＝f0+(m
′‑
1)
×△
f，表示接收信号中第m
′
通道信号的载波频率；c表示光速；ρ
t
表示目标的反射系数；表示对于第l个距离单元内的点状目标，f0表示参考载波频率，
△
f表示频率增量；表示接收信号中第m
′
通道信号在第k个脉冲上的相位编码，R
l,p
＝R
l
+(p
‑
1)R
u
，表示目标距离，其中，R
l
是没有发生距离模糊的最大距离，R
u
＝c
×
T
r
/2表示最大不模糊距；p表示第p个发生距离模糊的距离门；ψ
t
表示目标的入射角；v
t
是目标速度；表示发射空间频率。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将每个通道对应的基带信号基于设定的近似策略进行近似，包括：将将将公式1a和公式1b代入所述下变频信号的表达式，得到所述下变频信号近似值,
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用每个通道对应的发射信号对相应的每个通道对应的近似后的基带信号进行匹配滤波，获得每个通道针对距离单元的脉冲压缩输出，包括：用所述u(t)对所述近似值进行匹配滤波，则第l号距离单元对应的脉冲压缩输出为：其中，d
T
表示发射阵列天线的间距，d
R
表示接收阵列天线的间距。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用被定义为与距离相关的发射空间频率获取所述每个通道针对距离单元的脉冲压缩输出中的慢时间信号分量以及各慢时间信号分量对应的多普勒频率，包括：将与距离相关的所述发射天线的...
【专利技术属性】
技术研发人员：文才，桑书影，彭进业，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：
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