一种频率分集波形的相参处理方法技术

本发明专利技术提供一种频率分集波形的相参处理方法，继承常规频率分集体制雷达在空域中干扰条件下对目标的实时检测性能，同时为了进一步提高在非干扰条件下的检测性能，该方法采用时分复用的方式发射不同频率的信号，采用信道化接收机接收不同频率的信号，先利用脉宽的先验信息对同一目标不同频率的目标进行时间配对，再分别对距离和速度耦合项进行相位补偿，补偿完成后按离散多普勒值进行对应相加，完成多频率通道脉冲维的联合相参积累。率通道脉冲维的联合相参积累。率通道脉冲维的联合相参积累。

A coherent processing method of frequency diversity waveform

【技术实现步骤摘要】
一种频率分集波形的相参处理方法


[0001]本专利技术涉及雷达脉冲领域，尤其涉及一种频率分集波形的相参处理方法。

技术介绍

[0002]频率分集雷达是指在同一个脉冲重复周期中，采用多个接收机同时或近乎同时发射多个不同载频的脉冲的雷达体制。多个载频发射的方式主要有两种，包括：1、空间频率分集，如不同阵元发射不同频点的脉冲信号，最典型是近年来研究较多的FDA（频率分集阵列）雷达，与常规相控阵雷达不同，这种雷达体制能够产生距离依赖的雷达天线方向图；2、时间频率分集，即相继发射多个不同频点的脉冲信号，如常规雷达中常用的频率分集模式。这种模式一般需要多个发射机完成多个频率雷达信号的发射，但是由于依靠同一天线进行发射，因此通常采用分时发射方式。
[0003]本技术方案主要讨论常规体制雷达中常用的这种频率分集模式。这种模式与频率捷变体制有很多相似之处，前者是脉冲内频率跳变，而后者则是脉冲间频率跳变，因此频率分集在抗干扰的应用中与频率捷变技术一样都具有较大潜能。常规雷达工作在频率分集模式时，多个频率信号通过多个信道化接收机进行接收，后续处理相对独立，每一个接收机都独立地进行脉冲压缩、相参处理等，多个通道处理的结果可以选择在检测前先对多路通道接收信号，送入线性检波或者平方率检波后先进行非相参积累检测，再进行目标判决；或者将多通道接收信号先分别进行检测，再将多通道的检测结果按照N/M准则（如2/3准则表示有3个频率通道的信号输出，只要2个频率或2个频率以上的通道输出有目标，就可以判断为有目标）进行判决输出。
[0004]从以上常规处理的结果来看，主要问题是多个频率接收通道的处理基本上相互独立，在合并处理结果时，无论是检测前进行非相参积累还是检测后进行N/M准则判决，都属于非相参处理方式，主要原因是采用不同频率发射后，相同径向速度目标的多普勒频率不同，导致接收信号的相位变化不同，难以进行相参处理；相比于相参处理，虽然保留了频率变化在抗干扰和缓解目标起伏效应方面的优势，但是信噪比的积累有限，雷达有进一步提高检测性能的可能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种频率分集波形的相参处理方法，能够实现针对时间频率分集信号的多通道联合相参处理。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种频率分集波形的相参处理方法，包括以下步骤：S1、分离混频回波信号中三个频点回波信号；S2、对三个频点接受通道信号进行抽取配对，构建联合处理回波数组；S3、对相位进行补偿；先对距离进行补偿，然后对速度耦合项进行补偿。
[0007]进一步，所述S1中，分离出的三个频点回波信号，分别为：
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（1）所述混频回波信号为：
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（2）其中，假设每个脉冲重复周期内依次发射三个频点的线性调频子脉冲，子脉冲之间无时延，载频频点分别记作、和；为总时间，，为慢时间；为快时间；为发射信号脉冲重复周期；为脉内调频斜率；为发射的每个子脉冲脉宽；为第个发射信号；表示辛格包络函数，表示信号带宽，、和分别表示频点、和对应的信号波长；为目标的初始距离，为目标速度，为光速；为复数。
[0008]进一步，所述S2中，对三个频点接收通道信号进行抽取配对，构建联合处理回波数组的具体方法为：S201、按照回波数据的距离单元进行遍历，抽取频点通道的任意单个距离单元对应的回波信号；S202、选取频点通道、与时间间隔为的距离单元对应的回波信号和频点通道、与时间间隔为的距离单元对应的回波信号构建联合处理组，其中，为与间隔 的距离单元；为与间隔2 的距离单元。
[0009]进一步，所述S3中，距离补偿为：
S301、对联合处理组进行补偿，补偿系数分别为、和；S302、得到补偿之后的联合处理组为。
[0010]进一步，所述S3中，速度耦合项补偿为：S303、将联合处理组的多脉冲数据记作S304、采用FFT变换对频点 通道的多脉冲数据进行相参处理，记作： （3）其中，公式（3）能够得到不同多普勒频率的相参积累值；FT表示进行离散傅里叶变换。
[0011]进一步，所述公式（3）与所述频率和频率联合处理步骤为：S305、对进行速度折算，得到离散速度为；S306、再按照该离散速度计算频率和频率对应的多普勒值，分别为和；S307、对和分别按照多普离散
值和进行相参积累；其中，N为相参积累脉冲数；为脉冲重复频率。
[0012]进一步，对所述公式（3）中的耦合项进行速度补偿，得到变换结果为：进一步，对所述公式（3）中的耦合项进行速度补偿，得到变换结果为：（4）其中，为发射信号脉冲重复周期。
[0013]进一步，所述三个频点的相参积累值进行相加合并，为：（5）其中。
[0014]本专利技术的有益效果为：该方法克服了常规频率分集体制雷达进行处理时，多采用非相参处理时造成的检测性能损失，实现了多个频率通道回波信号的联合相参处理。
[0015]该方法利用脉压后不同频率脉冲补偿后相参相加，消除了频率变化与距离、速度的耦合相位干扰项，实际上是一种解耦合处理。
[0016]构建不同场景下的处理模式，利用回波数据对干扰信号实时监测，实现不同处理模式的选择，提高了算法的场景适应性。
附图说明
[0017]图1 为本专利技术一种频率分集波形的相参处理方法的示意图；图2为频率分集波形示意图；图3为未采用本技术方案的相参处理结果图；图4为采用本技术方案的相参处理结果。
具体实施方式
[0018]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定
本专利技术。
[0019]请参阅图1，为完成后续的技术方案说明，首先构建本技术方案选取的时间频率分集信号回波模型。
[0020]频率分集雷达在改善目标起伏、杂波去相关和抗干扰方面具有较多的优点，在抗干扰应用方面，通常采用非相参积累的方式处理不同频率的回波信号，以提高雷达目标检测性能；但是非相参处理相对于相参处理来说，仍存在性能提升空间；因此，本技术方案希望采用一种处理方式能够实现频率分集信号的脉内相参处理。
[0021]作为一种具体的实现，以三频率分集信号作为发射信号为例，不失一般性，整个方案处理流程也可拓展到多频率分集信号中；作为一种具体的实现，假设每个脉冲重复周期内依次发射三个频点的线性调频子脉冲，子脉冲之间无时延，载频频点分别记作、和；并采用等脉冲重复周期工作，发射示意图如图1所示，则第个发射信号表达式为：其中，为脉内调频斜率，为发射的每个子脉冲脉宽，为总时间，，为慢时间，为快时间，为发射信号脉冲重复周期。
[0022]考虑走
‑
停
‑
走的模型，对于第个脉冲重复周期，运动目标的回波表达式为：个脉冲重复周期，运动目标的回波表达式为：个脉冲重复周期，运动目标的回波表达式为：其中，，，，为目标的初始距离，为目标速度，为光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种频率分集波形的相参处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、分离混频回波信号中三个频点回波信号；S2、对三个频点接受通道信号进行抽取配对，构建联合处理回波数组；S3、对相位进行补偿；先对距离进行补偿，然后对速度耦合项进行补偿。2.根据权利要求1所述的一种频率分集波形的相参处理方法，其特征在于，所述S1中，分离出的三个频点回波信号，分别为：分离出的三个频点回波信号，分别为：分离出的三个频点回波信号，分别为：
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（1）所述混频回波信号为：
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（2）其中，假设每个脉冲重复周期内依次发射三个频点的线性调频子脉冲，子脉冲之间无时延，载频频点分别记作、和；为总时间，，为慢时间；为快时间；为发射信号脉冲重复周期；为脉内调频斜率；为发射的每个子脉冲脉宽；为第个发射信号；表示辛格包络函数，表示信号带宽，、和分别表示频点、和对应的信号波长；为目标的初始距离，为目标速度，为光速；为复数。3.根据权利要求2所述的一种频率分集波形的相参处理方法，其特征在于，所述S2中，对三个频点接收通道信号进行抽取配对，构建联合处理回波数组的具体方法为：S201、按照回波数据的距离单元进行遍历，抽取频点通道的任意单个距离单元对应的回波信号；S202、选取频点通道、与时间间隔为的距离单元对应的回波信号
和频点通道、与时间间隔为的距离单元对应的回波信...

【专利技术属性】
技术研发人员：周畅，朱振波，汤子跃，余方利，陈阿磊，郑岱堃，陈文峰，陈一畅，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军预警学院，
类型：发明
国别省市：