一种基于噪声调频技术的非线性目标谐波检测方法技术

一种基于噪声调频技术的非线性目标谐波检测方法，包括：产生一段噪声序列；对噪声序列进行频率调制生成谐波雷达发射信号，通过发射天线发送；接收天线接收信号，对该信号在二倍频、三倍频所对应的频带处进行带通滤波，提高接收信号的信噪比，得到二倍频、三倍频实测信号；同时对噪声序列进行二倍频、三倍频的频率调制生成谐波雷达原始拷贝信号，即二倍频、三倍频生产信号；将二倍频、三倍频生产信号与二倍频、三倍频实测信号分别进行匹配滤波；非线性目标检测。本发明专利技术采用了噪声调频技术、多普勒补偿技术和收发信号匹配滤波技术，形成的谐波雷达具有抗电磁干扰和抗多普勒频移的性能，探测灵敏度高，适用的应用领域更加广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种基于噪声调频技术的非线性目标谐波检测方法
本专利技术涉及近距离非线性目标谐波检测方法，特别涉及一种基于噪声调频技术的非线性目标谐波检测方法。
技术介绍
与普通的基波雷达不同，谐波雷达接收信号的频率为其发射信号频率的二次或三次谐波，因此对于谐波雷达而言，具有谐波辐射特性的非线性目标是有效目标，谐波雷达发射一个载波信号，探测范围内若有电子设备时，能接收到目标信号的二次谐波（接收信号频率是发射信号频率的2倍）；若有金属目标时，能接收到目标信号的三次谐波（接收信号频率是发射信号频率的3倍）；若没有目标，则接收不到目标信号的二次谐波或者三次谐波。现有的谐波雷达技术主要采用单频信号或者多个单频信号的叠加，这类信号具有窄带特性，其抗电磁干扰性能差，在探测周围如果包含存在与发射信号频率接近的电磁干扰信号，设备会发生虚警（将没有目标误判断为有目标），导致设备的应用环境受到限制；而且当被测目标发生运动时，接收信号会发生多普勒频移，使得接收信号不能获得足够的时间增益，造成目标检测阈值失效，设备会发生漏警（将有目标误判断为无目标），导致设备的检测目标运动状态受到限制。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种采用噪声调频技术和收发信号匹配滤波技术、具有较好的抗电磁干扰和抗多普勒频移的性能的非线性目标谐波检测方法，使得谐波雷达的应用领域具有更高的宽容性，以克服已有技术所存在的上述不足。本专利技术采取的技术方案是：一种基于噪声调频技术的非线性目标谐波检测方法，包括以下步骤：S1：产生一段噪声序列；S2：对噪声序列进行频率调制生成谐波雷达发射信号，通过发射天线发送；S3：接收天线接收信号，对该信号在二倍频、三倍频所对应的频带处进行带通滤波，提高接收信号的信噪比，得到二倍频、三倍频实测信号；S4：同时对步骤S1中的噪声序列进行二倍频、三倍频的频率调制生成谐波雷达原始拷贝信号，即二倍频、三倍频生产信号；S5：将步骤S4中的二倍频、三倍频生产信号与步骤S3中的二倍频、三倍频实测信号分别进行匹配滤波；S6：非线性目标检测，若二倍频信号匹配滤波结果的最大值大于判决门限，则目标为电子设备，否则检测区域不存在电子设备目标，若三倍频信号匹配滤波结果的最大值大于判决门限，则目标为金属，否则检测区域不存在金属目标。其进一步的技术方案为：所述步骤S1至步骤S2具体包括以下步骤：S21：在MATLAB软件上，用randn()函数生产噪声序列，其长度为N，噪声调频信号s(t)的表达式为：；S22：对噪声序列进行频率调制生成谐波雷达发射信号，噪声调频信号瞬时频率w(t)的表达式为：；S23：通过发射天线发送信号；步骤S21和S22中，T为s(t)的时间长度，w0为中心频率，A为发射信号的强度，B为调频信号带宽，k(n)为噪声序列，n为噪声序列的序号，噪声序列中的每个码元占用的调频时间为T0，u(t)为阶跃函数，是r(t)的积分函数。进一步：所述步骤S4具体包括以下步骤：S41：同时对步骤S1中的噪声序列进行二倍频、三倍频的频率调制生成谐波雷达原始拷贝信号；S42：对谐波雷达原始拷贝信号进行多普勒频移补偿，生成具有抗多普勒频移的拷贝信号，即二倍频、三倍频生产信号。进一步：所述步骤S5中的匹配滤波方法具体为：令sCopy(t)为拷贝信号，sRe(t)为接收信号，则sCopy(t)与sRe(t)的匹配滤波运算得到的匹配滤波结果为：；其中，为卷积运算符。由于采用上述技术方案，本专利技术之一种基于噪声调频技术的非线性目标谐波检测方法具有如下有益效果：本专利技术之一种基于噪声调频技术的非线性目标谐波检测方法采用了噪声调频技术、多普勒补偿技术和收发信号匹配滤波技术，发射信号为宽带信号，通过检测谐波，来判断是否存在对应的目标，若检测到二次谐波，则存在电子设备，如隐形耳机或者窃听设备等；若检测到三次谐波，则存在金属目标，如管制刀具等，利用本专利技术所形成的谐波雷达具有抗电磁干扰和抗多普勒频移的性能，探测灵敏度高，适用的应用领域更加广泛。下面结合附图和实施例对本专利技术之一种基于噪声调频技术的非线性目标谐波检测方法的技术特征作进一步的说明。附图说明图1为本专利技术实施例之流程图。具体实施方式实施例一种基于噪声调频技术的非线性目标谐波检测方法，包括以下步骤：S1：产生一段噪声序列；S2：对噪声序列进行频率调制生成谐波雷达发射信号，通过发射天线发送；S3：接收天线接收信号，对该信号在二倍频、三倍频所对应的频带处进行带通滤波，提高接收信号的信噪比，得到二倍频、三倍频实测信号；S4：同时对步骤S1中的噪声序列进行二倍频、三倍频的频率调制生成谐波雷达原始拷贝信号，即二倍频、三倍频生产信号；S5：将步骤S4中的二倍频、三倍频生产信号与步骤S3中的二倍频、三倍频实测信号分别进行匹配滤波；S6：非线性目标检测，若二倍频信号匹配滤波结果的最大值大于判决门限，则目标为电子设备，否则检测区域不存在电子设备目标，若三倍频信号匹配滤波结果的最大值大于判决门限，则目标为金属，否则检测区域不存在金属目标，其中，判决门限为归一化互相关系数，具体数值为0.3。所述步骤S1至步骤S2具体包括以下步骤：S21：在MATLAB软件上，用randn()函数生产噪声序列，其长度为N，噪声调频信号s(t)的表达式为：；S22：对噪声序列进行频率调制生成谐波雷达发射信号，噪声调频信号瞬时频率w(t)的表达式为：；S23：通过发射天线发送信号；步骤S21和S22中，T为s(t)的时间长度，w0为中心频率，A为发射信号的强度，B为调频信号带宽，k(n)为噪声序列，n为噪声序列的序号，噪声序列中的每个码元占用的调频时间为T0，u(t)为阶跃函数，是r(t)的积分函数。所述步骤S4具体包括以下步骤：S41：同时对步骤S1中的噪声序列进行二倍频、三倍频的频率调制生成谐波雷达原始拷贝信号；S42：为了使本专利技术具备抗多普勒频移性能，对谐波雷达原始拷贝信号进行多普勒频移补偿，生成具有抗多普勒频移的拷贝信号，即二倍频、三倍频生产信号。所述步骤S5中的匹配滤波方法具体为：令sCopy(t)为拷贝信号，sRe(t)为接收信号，则sCopy(t)与sRe(t)的匹配滤波运算得到的匹配滤波结果为：；其中，为卷积运算符。以上实施例仅为本专利技术的较佳实施例，本专利技术并不限于上述实施例列举的形式，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于噪声调频技术的非线性目标谐波检测方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1：产生一段噪声序列；S2：对噪声序列进行频率调制生成谐波雷达发射信号，通过发射天线发送；S3：接收天线接收信号，对该信号在二倍频、三倍频所对应的频带处进行带通滤波，提高接收信号的信噪比，得到二倍频、三倍频实测信号；S4：同时对步骤S1中的噪声序列进行二倍频、三倍频的频率调制生成谐波雷达原始拷贝信号，即二倍频、三倍频生产信号；S5：将步骤S4中的二倍频、三倍频生产信号与步骤S3中的二倍频、三倍频实测信号分别进行匹配滤波；S6：非线性目标检测，若二倍频信号匹配滤波结果的最大值大于判决门限，则目标为电子设备，否则检测区域不存在电子设备目标，若三倍频信号匹配滤波结果的最大值大于判决门限，则目标为金属，否则检测区域不存在金属目标。

【技术特征摘要】
1.一种基于噪声调频技术的非线性目标谐波检测方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1：产生一段噪声序列；S2：对噪声序列进行频率调制生成谐波雷达发射信号，通过发射天线发送；S3：接收天线接收信号，对该信号在二倍频、三倍频所对应的频带处进行带通滤波，提高接收信号的信噪比，得到二倍频、三倍频实测信号；S4：同时对步骤S1中的噪声序列进行二倍频、三倍频的频率调制生成谐波雷达原始拷贝信号，即二倍频、三倍频生产信号；S5：将步骤S4中的二倍频、三倍频生产信号与步骤S3中的二倍频、三倍频实测信号分别进行匹配滤波；S6：非线性目标检测，若二倍频信号匹配滤波结果的最大值大于判决门限，则目标为电子设备，否则检测区域不存在电子设备目标，若三倍频信号匹配滤波结果的最大值大于判决门限，则目标为金属，否则检测区域不存在金属目标。2.根据权利要求1所述的一种基于噪声调频技术的非线性目标谐波检测方法，其特征在于：所述步骤S1至步骤S2具体包括以下步骤：S21：在MATLAB软件上，用randn()函数生产噪声序列，其长度为N，噪声调频信号s(t)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国富，张海如，李思敏，叶金才，张法全，李鹏，王小红，贾小波，黄三，
申请(专利权)人：广西科技大学，
类型：发明
国别省市：广西,45