基于频域通道均衡的脉冲压缩补偿算法制造技术

本发明专利技术涉及一种基于频域通道均衡的脉冲压缩补偿算法，首先获得强信噪比孤立点目标的回波，对目标回波进行傅里叶变换，存储处理后的频谱结果，并对M个脉冲的频谱信号求平均；再根据雷达参数和信号模型，产生理想的发射信号，并对发射信号作同样点数的傅里叶变换；用发射信号的频谱与实际回波的频谱相除，获得频域通道均衡系数。对回波进行频域脉冲压缩时，在频域乘以频域通道均衡系数进行补偿。通过该方法进行补偿后，目标在时域的脉冲压缩结果主瓣变窄，在后续进行距离像拼接时，出现虚假的‘伪峰’的概率降低。

Pulse compression compensation algorithm based on frequency domain channel equalization

The invention relates to a pulse compression compensation algorithm based on the channel equalization in frequency domain. First, the echo of the strong signal to noise ratio is obtained, the target echo is Fourier transform, the spectrum result is stored after the processing, and the spectrum signal of the M pulse is averaged, and the ideal hair is produced according to the rear parameters and the signal model. The frequency channel equalization coefficient is obtained by using the frequency spectrum of the transmitted signal and the spectrum of the actual echo. When the echo is compressed in frequency domain, the frequency domain channel equalization coefficient is multiplied in frequency domain to compensate. After compensation by this method, the main lobe of the target in the time domain is narrowed by the pulse compression result, and the probability of false 'pseudo peak' is reduced when the subsequent distance image splicing is carried out.

【技术实现步骤摘要】
基于频域通道均衡的脉冲压缩补偿算法
本专利技术属于信号处理领域，具体涉及一种基于频域通道均衡的脉冲压缩补偿算法，该算法用于脉冲压缩处理时对系统误差进行补偿，可以有效减小由于系统误差导致的目标压缩脉冲主瓣的展宽。
技术介绍
对于线性调频步进频信号，一个相干积累时间(CPI)内完成一次距离像拼接，而一个CPI由M个线性调频脉冲信号组成。由于系统存在多种误差，接收到的回波信号的相位与匹配滤波系数的相位存在一定失配，导致脉冲压缩后的压缩脉冲主瓣展宽。对于步进频系统，当子脉冲脉压后主瓣展宽时，主瓣展宽部分的能量会泄漏到拼接的高分辨一维距离像中，出现所谓的‘伪峰’。在后续的恒虚警检测处理中，‘伪峰’如果大于恒虚警检测的门限，则会成为虚假目标，增大了系统的虚警率。
技术实现思路
要解决的技术问题为了解决系统存在误差时，接收到的回波信号的相位与匹配滤波系数失配，导致脉冲压缩后的压缩脉冲主瓣展宽的问题。本专利技术提出一种基于频域通道均衡的脉冲压缩补偿算法，该算法利用实测数据对系统误差进行补偿，使目标脉冲压缩后主瓣能量集中，降低了一维距离像拼接时出现‘伪峰’的概率。技术方案一种基于频域通道均衡的脉冲压缩补偿算法，其特征在于步骤如下：步骤1：采集强信噪比孤立点目标一个CPI的回波sq(n)，其中q＝1,2,...,M表示一个CPI由M个脉冲回波组成，n＝1,2,...,N表示每个脉冲回波的点数为N；对每一个脉冲回波作K点傅里叶变换：Sq(f)＝FFT(sq(n)),f＝1,2,...,K其中，点数K的选取原则为：假设输入信号sq(n)的点数为N，匹配滤波系数c(l)的点数为L，则K≥N+L，并且取2的幂对应的值；步骤2：对Sq(f)中的每一个频点都除以Sq(f)的第一个频点：Xq(f)＝Sq(f)/Sq(1)步骤3：对M个脉冲回波的频谱求平均值：步骤4：对发射信号s(l),l＝1,2,...,L作K点傅里叶变换：S(f)＝FFT(s(l)),f＝1,2,...,K步骤5：用S(f)除以Xmean(f)获得频域通道均衡系数：J(f)＝S(f)/Xmean(f)步骤6：对回波进行频域脉冲压缩处理，并在频域乘以通道均衡系数，完成补偿后的脉冲压缩：zq(k)＝IFFT(Sq(f)·C(f)·J(f)),k＝1,2,...K其中，C(f)表示匹配滤波系数c(l)的K点傅里叶变换。有益效果本专利技术提出的一种基于频域通道均衡的脉冲压缩补偿算法，通过目标实测回波数据与发射信号进行比对，获得系统误差，并在脉冲压缩处理时进行补偿，使目标脉冲压缩后主瓣能量集中，降低了后期高分辨一维距离像拼接时出现‘伪峰’的概率。通过该方法进行补偿后，目标在时域的脉冲压缩结果主瓣变窄，在后续进行距离像拼接时，出现虚假的‘伪峰’的概率降低，也就降低了虚警概率。图2所示为补偿前目标的距离-多普勒平面和高分辨一维距离像拼接的结果，由于目标脉冲压缩后主瓣展宽，在距离维占据9个距离单元，导致获得的高分辨一维距离像中目标的前后出现了虚假的‘伪峰’；图3所示为使用本专利技术提出的方法进行补偿后，目标的距离-多普勒平面和高分辨一维距离像拼接的结果，经过补偿，目标脉冲压缩后的主瓣只占据5个距离单元，在后期的高分辨一维距离像中不会形成‘伪峰’。附图说明图1基于频域通道均衡的脉冲压缩补偿算法流程图。图2补偿前目标的距离-多普勒平面和高分辨一维距离像：(a)目标距离-多普勒平面，(b)高分辨一维距离像。图3补偿后目标的距离-多普勒平面和高分辨一维距离像：(a)目标距离-多普勒平面，(b)高分辨一维距离像。具体实施方式现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述：首先获得强信噪比孤立点目标一个CPI的回波，对CPI内的M个回波进行傅里叶变换，存储处理后的频谱结果，再对M个频谱信号求平均；由于步进频信号一个CPI内各个脉冲回波的初相不同，在求平均之前，每一个脉冲需要减去自身的初相；再根据雷达参数和信号模型，产生理想的发射信号，并对发射信号作同样点数的傅里叶变换；用发射信号脉的频谱与实际回波的频谱相除，获得频域通道均衡系数。对回波进行频域脉冲压缩时，在频域乘以频域通道均衡系数进行补偿。具体实施步骤如下：(1)采集强信噪比孤立点目标(如角反射体)一个CPI的回波sq(n)，其中q＝1,2,...,M表示一个CPI由M个脉冲回波组成，n＝1,2,...,N表示每个脉冲回波的点数为N。对每一个脉冲回波作K点傅里叶变换Sq(f)＝FFT(sq(n)),f＝1,2,...,K其中，点数K的选取原则为：假设输入信号sq(n)的点数为N，匹配滤波系数c(l)的点数为L，则K≥N+L，并且取2的幂对应的值。(2)对Sq(f)中的每一个频点都除以Sq(f)的第一个频点Xq(f)＝Sq(f)/Sq(1)(3)对M个脉冲回波的频谱求平均值(4)对发射信号s(l),l＝1,2,...,L作K点傅里叶变换S(f)＝FFT(s(l)),f＝1,2,...,K(5)用S(f)除以Xmean(f)获得频域通道均衡系数J(f)＝S(f)/Xmean(f)(6)对回波进行频域脉冲压缩处理，并在频域乘以通道均衡系数，完成补偿后的脉冲压缩。zq(k)＝IFFT(Sq(f)·C(f)·J(f)),k＝1,2,...K其中，C(f)表示匹配滤波系数c(l)的K点傅里叶变换。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于频域通道均衡的脉冲压缩补偿算法，其特征在于步骤如下：步骤1：采集强信噪比孤立点目标一个CPI的回波sq(n)，其中q＝1,2,...,M表示一个CPI由M个脉冲回波组成，n＝1,2,...,N表示每个脉冲回波的点数为N；对每一个脉冲回波作K点傅里叶变换：Sq(f)＝FFT(sq(n)),f＝1,2,...,K其中，点数K的选取原则为：假设输入信号sq(n)的点数为N，匹配滤波系数c(l)的点数为L，则K≥N+L，并且取2的幂对应的值；步骤2：对Sq(f)中的每一个频点都除以Sq(f)的第一个频点：Xq(f)＝Sq(f)/Sq(1)步骤3：对M个脉冲回波的频谱求平均值：

【技术特征摘要】
1.一种基于频域通道均衡的脉冲压缩补偿算法，其特征在于步骤如下：步骤1：采集强信噪比孤立点目标一个CPI的回波sq(n)，其中q＝1,2,...,M表示一个CPI由M个脉冲回波组成，n＝1,2,...,N表示每个脉冲回波的点数为N；对每一个脉冲回波作K点傅里叶变换：Sq(f)＝FFT(sq(n)),f＝1,2,...,K其中，点数K的选取原则为：假设输入信号sq(n)的点数为N，匹配滤波系数c(l)的点数为L，则K≥N+L，并且取2的幂对应的值；步骤2：对Sq(f)中的每一个频点都除以Sq(f)的第一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨磊，罗丁利，徐丹蕾，陈尹翔，张军，王勇，
申请(专利权)人：西安电子工程研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61