一种基于子载波的目标匹配方法组成比例

本发明专利技术提供的一种基于子载波的目标匹配方法，对接收到的参考信号和回波信号分别进行放大，并根据DTMB信号参数分别对参考信号以及回波信号依次进行正交下变频、A/D采样，得到数字参考信号和数字回波信号；利用参考信号与回波信号在相同子载波上的相关性，去掉PN序列，以此解决常规距离

【技术实现步骤摘要】
一种基于子载波的目标匹配方法


[0001]本专利技术属于雷达
，尤其涉及一种基于OFDM信号外辐射源雷达的目标匹配方法。

技术介绍

[0002]无源双基地雷达(PBR)是收发分置的双/多基地雷达，自身不向外辐射电磁信号，而是通过接收目标反射非合作辐射源的电磁信号进行被动探测，如调频(FM)无线电，数字电视地面多媒体广播(DTMB)，全球导航卫星系统(GNSS)，Wi
‑
Fi和长期演进(LTE)等。与有源雷达相比，PBR具有隐蔽性强、成本低、无电磁污染等优势。目前，基于调频广播、模拟电视、数字电视、移动通信等民用照射源的外辐射源雷达技术已经受到了广泛研究。此外，适当地部署照明器可以使对感兴趣区域目标的隐蔽监视成为可能。通过计算直达波信号与目标反射的回波信号在二维(时延和多普勒频移)之间的相互关系，可以测量目标的距离和速度。
[0003]正交频分复用(OFDM)是在多个正交子载波上对数字数据进行编码的一种多载波调制方法，通过并行的低速子载波实现高速数据传输。它具有频谱效率高、对载波间干扰(ICI)和(ISI)具有鲁棒性、误码率低、可通过IFFT/FFT调制解调等优点。
[0004]在雷达任务中，可以通过增加发射功率、天线增益和信号带宽来实现远距离探测。然而，由于与增益相关的整个发射机参数超出了无源双基地雷达的控制范围，因此无源双基地雷达通常需要获得较低的信噪比(SNR)。为了抑制噪声，提高目标的检测性能，必须采用信号处理方法。
[0005]而在信号处理过程中，除了低信噪比，PN的自相关也给信号处理带来了困难。PN是由一组移位寄存器生成的伪随机序列，因此PN具有一定的相关性。以DTMB系统中的PN420为例，帧头信号PN420由一个预同步、一个PN255序列和一个后同步组成，长度为420个符号。将预同步和后同步定义为PN255序列的循环扩展，其中预同步长度为82个符号，后同步长度为83个符号。移位寄存器的初始条件决定了产生的PN序列的相位。对于DTMB信号而言，一个超帧有225个信号帧。每个超帧中每个信号帧的导频部分采用不同相位的PN信号作为信号帧标识符。由于PN码的特性，在信号处理中存在强副峰，导致弱目标被强目标覆盖的问题。综上所述，有必要根据DTMB信号的特性对PN码进行处理，其过程如下：
[0006]如图1所示，外辐射源雷达使用两副接收天线对目标进行探测，一副用于接收非合作辐射源发射的的直达波作为参考信号以获取发射信号样本；另一副用于接收目标反射的回波信号。然后将参考信号与回波信号进行距离
‑
多普勒二维相参处理，通过搜索参考信号与回波信号互模糊函数的时延
‑
多普勒二维平面上的峰值，可以获得目标的距离和多普勒信息。由此可知基于PN校准的OFDM信号距离维副峰在目标检测时将产生虚警，影响探测性能。

技术实现思路

[0007]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于OFDM信号外辐射源
雷达的目标匹配方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0008]本专利技术提供的一种基于子载波的目标匹配方法包括：
[0009]步骤1，获取DTMB外辐射源雷达接收到的信号；
[0010]其中，所述DTMB信号的外辐射源雷达接收到的信号包括参考信号和回波信号；
[0011]步骤2，分别对所述参考信号和所述回波信号进行放大，并根据DTMB信号参数分别对参考信号以及回波信号依次进行正交下变频、A/D采样，得到数字参考信号和数字回波信号；
[0012]步骤3，针对当前距离单元，将该距离单元的数字参考信号和数字回波信号分别根据信号帧结构去掉每段信号的导频部分，保留帧体信号部分以实现每段信号为DTMB信号的一个信号帧的分段处理，并采用DFT方法对数字参考信号以及数字回波信号的每段帧体信号分别进行解OFDM操作得到数字参考信号的多个子载波域数据以及数字回波信号的多个子载波域数据；
[0013]步骤4，针对当前距离单元，将该距离单元的将数字参考信号与数字回波信号在同一序号子载波域数据进行匹配滤波操作，得到各个子载波中目标匹配结果；
[0014]步骤5，对目标匹配结果进行非相参积累，得到当前距离单元的最终目标匹配结果；
[0015]步骤6，通过数字回波信号添加偏移量作为新的数据回波信号，并重复步骤3至步骤5的过程，以实现每一个距离单元的最终目标匹配结果。
[0016]可选的，所述DTMB信号的外辐射源雷达设置有一副参考天线和一副接收天线，所述参考天线指向DTMB辐射源，所述接收天线指向观测区，所述参考天线接收到的信号为参考信号，所述接收天线接收到的信号为回波信号。
[0017]可选的，步骤3中对参考信号进行正交下变频，得到参考信号的基带复包络为：
[0018][0019]对回波信号进行正交下变频，得到回波信号的基带复包络为：
[0020][0021]其中，d(t)为直路波，是s(t)的延迟复制；N
C
和N
T
分别为离散静止地面散射体数目和目标数目；A，C
i
和T
m
为直接路径波、第i个静止地面杂波和第m个目标的复振幅；和为第i个静止地面散射和第m个多普勒频移为f
dm
的目标的时延；n(t)为监控通道的热噪声；
[0022]所述数字参考信号表示为：
[0023][0024]所述数字回波信号表示为：
[0025][0026]其中，OFDM信号的符号重复周期为T
s
，导频宽度为T
PN
，符号帧体时长T
f
，信号带宽B，采样率f
s
，每个OFDM符号包含K个子载波，子载波间隔为1/T
f
，相干积累时间T
c
＝L*T，L为
相干积累时间内包含的OFDM符号个数，t∈[0,T
c
]是快时间变量，f
c
为信号载频，C
k,l
表示传输码元经过64QAM调制得到的第l个子载波中载波k上的传输复符号。
[0027]可选的，在步骤3之前，所述目标匹配方法还包括：
[0028]通过PN码的相关性，确定第一个OFDM符号起始位置；
[0029]将OFDM符号的起始位置作为雷达信号处理中数字参考信号与数字回波信号的处理位置。
[0030]可选的，所述步骤3包括：
[0031]步骤31：以所述处理位置为起点，根据OFDM符号的长度去掉每段信号的导频部分，保留帧体信号部分以实现每段信号为DTMB信号的一个信号帧的分段处理，参考信号的第一分段信号以及回波信号的第二分段信号；
[0032]步骤32：根据OFDM信号的特性，对第一分段信号以及第二分段信号分别进行解操作，得到参考信号的子载波域数据和回波信号的子载波域数据。
[0033]可选的，载波k上的信息可以表示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于子载波的目标匹配方法，其特征在于，包括：步骤1，获取DTMB外辐射源雷达接收到的信号；其中，所述DTMB信号的外辐射源雷达接收到的信号包括参考信号和回波信号；步骤2，分别对所述参考信号和所述回波信号进行放大，并根据DTMB信号参数分别对参考信号以及回波信号依次进行正交下变频、A/D采样，得到数字参考信号和数字回波信号；步骤3，针对当前距离单元，将该距离单元的数字参考信号和数字回波信号分别根据信号帧结构去掉每段信号的导频部分，保留帧体信号部分以实现每段信号为DTMB信号的一个信号帧的分段处理，并采用DFT方法对数字参考信号以及数字回波信号的每段帧体信号分别进行解OFDM操作得到数字参考信号的多个子载波域数据以及数字回波信号的多个子载波域数据；步骤4，针对当前距离单元，将该距离单元的将数字参考信号与数字回波信号在同一序号子载波域数据进行匹配滤波操作，得到各个子载波中目标匹配结果；步骤5，对目标匹配结果进行非相参积累，得到当前距离单元的最终目标匹配结果；步骤6，通过数字回波信号添加偏移量作为新的数据回波信号，并重复步骤3至步骤5的过程，以实现每一个距离单元的最终目标匹配结果。2.根据权利要求1所述的基于子载波的目标匹配方法，其特征在于，所述DTMB信号的外辐射源雷达设置有一副参考天线和一副接收天线，所述参考天线指向DTMB辐射源，所述接收天线指向观测区，所述参考天线接收到的信号为参考信号，所述接收天线接收到的信号为回波信号。3.根据权利要求1所述的基于子载波的目标匹配方法，其特征在于，步骤3中对参考信号进行正交下变频，得到参考信号的基带复包络为：对回波信号进行正交下变频，得到回波信号的基带复包络为：其中，d(t)为直路波，是s(t)的延迟复制；N
C
和N
T
分别为离散静止地面散射体数目和目标数目；A，C
i
和T
m
为直接路径波、第i个静止地面杂波和第m个目标的复振幅；和为第i个静止地面散射和第m个多普勒频移为f
dm
的目标的时延；n(t)为监控通道的热噪声；所述数字参考信号表示为：所述数字回波信号表示为：其中，OFDM信号的符号重复周期为T
s
，导频宽度为T
PN
，符号帧体时长T
f
，信号带宽B，采样率f
s
，每个OFDM符号包含K个子载波，子载波间隔为1/T
f
，相干积累时间T
c
＝L*T，L为相干积
累时间内包含的OFDM符号个数，t∈[0,T
c
]是快时间变量，f
c
为信号载频，C
k,l
表示传输码元经过64QAM调制得到的第l个子载波中载波k上的传输复符号。4.根据权利要求1所述的基于子载波的目标匹配方...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊，赵特，程祖晗，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：