一种基于线性调频信号的随机跳频信号成像方法技术

本发明专利技术公开了一种基于线性调频信号的随机跳频信号成像方法，包括：基于随机跳频线性调频信号得到回波信号；将回波信号变换到距离频域和方位时域，之后校正距离走动分量，之后进行解线频调和插值处理，并将插值处理后的信号进行还原，之后对还原的信号在方位向进行傅里叶变换，再进行距离向脉冲压缩和距离徙动校正，之后利用相位函数进行校正，之后校正方位信号的空变性，之后再依次进行方位向场景的拼接和频谱拼接，之后进行相位偏移补偿，得到相位偏移补偿后的信号；将所有的相位偏移补偿后的信号进行累加，得到最终的信号。本发明专利技术使得目标在发射信号为随机跳频线性调频信号时仍然能够清楚地进行大斜视成像，可以提高信号的抗干扰能力。抗干扰能力。抗干扰能力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于线性调频信号的随机跳频信号成像方法


[0001]本专利技术属于雷达
，具体涉及一种基于线性调频信号的随机跳频信号成像方法。

技术介绍

[0002]随机跳频信号具有较高的抗窄带干扰能力以及较强的抗恶意拦截和封锁的能力，并且跳频信号相互干扰小，可以和其他传统通信共享带宽，具有更高的频谱效率。
[0003]现有的成像方法为基于随机频率编码信号的前视超分辨成像方法，该成像方法首先以脉间随机步进频率方式发射若干帧脉冲信号，其中每一帧脉冲信号包括若干子脉冲信号且每一帧脉冲信号中的子脉冲信号的载频相同而变化规律不同；其次，接收扫描到目标的每一帧脉冲信号反射回来回波信号，从这些回波信号中选出具有相同载频的子脉冲信号对应的回波信号；最后，对回波信号进行距离向脉冲压缩、距离走动校正等处理来成像。
[0004]但是，现有的成像方法在处理大斜视目标的时候，成像质量仍然有提升的空间，在对方位向进行脉压补偿的时候存在残余项，导致成像结果轻微模糊；其次，现在采用的随机跳频信号模型中，跳频序列不是完全随机的，仍具有较强的规律性。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中所存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于线性调频信号的随机跳频信号成像方法。
[0006]本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：一种基于线性调频信号的随机跳频信号成像方法，所述成像方法包括：获取雷达发射的随机跳频线性调频信号；基于随机跳频线性调频信号得到雷达接收到的目标点的回波信号，并将载频相同的回波信号分为一组；将回波信号变换到距离频域和方位时域，得到第一变换后的信号；校正第一变换后的信号的距离走动分量，得到第一校正后的信号；对第一校正后的信号依次进行解线频调和插值处理，并将插值处理后的信号还原至第一校正后的信号；对第一校正后的信号在方位向进行傅里叶变换，之后进行距离向脉冲压缩和距离徙动校正，得到第二校正后的信号；基于相位函数和第二校正后的信号得到第三校正后的信号；校正第三校正后的信号的方位信号的空变性得到第四校正后的信号，对第四校正后的信号进行方位向场景的拼接得到第一拼接信号；对第一拼接信号进行频谱拼接，得到第二拼接信号；对第二拼接信号进行相位偏移补偿，得到相位偏移补偿后的信号；将不同组的相位偏移补偿后的信号进行累加，得到最终的信号。
[0007]可选地，所述随机跳频线性调频信号表示为：；所述目标点的回波信号表示为：；所述第一变换后的信号表示为：；其中，为随机跳频线性调频信号，为目标的回波信号，为第一变换后的信号，为快时间，为距离频率，为慢时间，为发射信号的幅度，为距离窗函数，为时刻雷达到目标点的瞬时斜距，为光速，为方位窗函数，为虚数单位，为调频率，为第个随机跳频线性调频信号的中心频率。
[0008]可选地，校正第一变换后的信号的距离走动分量，得到第一校正后的信号，包括：获取第一校正函数，所述第一校正函数表示为：；其中，表示第一校正函数，为距离频率，为慢时间，为虚数单位，为速度，为雷达的斜视角，为光速，为第个随机跳频线性调频信号的中心频率；在距离频域将所述第一变换后的信号与所述第一校正函数相乘，得到所述第一校正后的信号，所述第一校正后的信号表示为：；其中，为第一校正后的信号，为发射信号的幅度，为距离窗函数，为方位窗函数，为虚数单位，为调频率，为时刻雷达到目标点
的瞬时斜距。
[0009]可选地，对第一校正后的信号依次进行解线频调和插值处理，并将插值处理后的信号还原至第一校正后的信号，包括：获取解线频调的参考函数，所述解线频调的参考函数表示为：；其中，为解线频调的参考函数，为慢时间，为虚数单位，，为速度，为雷达的斜视角，为波长，为场景中心线处的射线斜距；基于所述解线频调的参考函数，对所述第一校正后的信号进行解线频调处理，得到解线频调处理后的信号；对所述解线频调处理后的信号的方位慢时间进行插值处理，得到插值处理后的信号；利用还原的参考函数将所述插值处理后的信号还原至所述第一校正后的信号，所述还原的参考函数表示为：；其中，为还原的参考函数，为频率下方位向慢时间的中间时刻。
[0010]可选地，对第一校正后的信号在方位向进行傅里叶变换，之后进行距离向脉冲压缩和距离徙动校正，得到第二校正后的信号，包括：对所述第一校正后的信号在方位向进行傅里叶变换，以将所述第一校正后的信号变换到距离频域和方位频域，得到第二变换后的信号，所述第二变换后的信号表示为：；
其中，为第二变换后的信号，为距离频率，，为速度，为雷达的斜视角，为波长，为发射信号的幅度，为距离窗函数，，，为调频率，为场景中心线处的射线斜距，为光速，为方位窗函数，为初始时刻雷达到目标点的斜距，为虚数单位，为经过慢时间后目标点所处的位置与初始位置之间的距离，为载频；将所述第二变换后的信号与频率函数相乘，得到第三变换后的信号，所述频率函数表示为：；其中，为频率函数；对所述第三变换后的信号进行距离逆傅里叶变换，将所述第三变换后的信号变换到距离时域和方位频域，完成距离向脉冲压缩和距离徙动校正，得到所述第二校正后的信号，所述第二校正后的信号表示为：；
其中，表示第二校正后的信号，为频带宽度，为快时间。
[0011]可选地，基于相位函数和第二校正后的信号得到第三校正后的信号，包括：获取所述相位函数，所述相位函数表示为：；其中，为相位函数，为距离频率，，为速度，为雷达的斜视角，为波长，为虚数单位，为频率下方位向慢时间的中间时刻，为光速；将所述相位函数和所述第二校正后的信号相乘得到所述第三校正后的信号，所述第三校正后的信号表示为：；其中，为第三校正后的信号，为发射信号的幅度，为频带宽度，为快时间，为初始时刻雷达到目标点的斜距，为经过慢时间后目标点所处的位置与初始位置之间的距离，，为载频，为方位窗函数。
[0012]可选地，校正第三校正后的信号的方位信号的空变性得到第四校正后的信号，包括：获取所述第三校正后的信号的方位信号，所述方位信号表示为：；其中，为方位信号，为虚数单位，，，为速度，为雷达的斜视角，为波长，为初始时刻雷达到目标点的斜距，
，为经过慢时间后目标点所处的位置与初始位置之间的距离；将所述方位信号与频域三次滤波函数相乘，得到滤波后的方位信号，之后对所述滤波后的方位信号进行逆傅里叶变换，以将所述滤波后的方位信号变为方位慢时间域，得到第一变换后的方位信号，所述频域三次滤波函数表示为：；其中，为频域三次滤波函数，，，，为标度因子，为目标点与雷达之间的距离；将所述第一变换后的方位信号与时域三次相位调频变标函数相乘，得到调频变标后的方位信号，之后所述调频变标后的方位信号对慢时间做傅里叶变换，以将调频变标后的方位信号变为方位频域，得到第二变换后的方位信号，所述时域三次相位调频变标函数表示为：；其中，为时域三次相位调频变标函数，，；将所述第二变换后的方位信号与方位向匹配函数相乘，之后进行逆傅里叶变换，以将逆傅里叶变换后的信号变换到距离时域和方位频域，得到所述第四校正后的信号，所述方位向匹配函数表示为：；所述第四校正后的信号表示为：；
其中，为方位向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于线性调频信号的随机跳频信号成像方法，其特征在于，所述成像方法包括：获取雷达发射的随机跳频线性调频信号；基于随机跳频线性调频信号得到雷达接收到的目标点的回波信号，并将载频相同的回波信号分为一组；将回波信号变换到距离频域和方位时域，得到第一变换后的信号；校正第一变换后的信号的距离走动分量，得到第一校正后的信号；对第一校正后的信号依次进行解线频调和插值处理，并将插值处理后的信号还原至第一校正后的信号；对第一校正后的信号在方位向进行傅里叶变换，之后进行距离向脉冲压缩和距离徙动校正，得到第二校正后的信号；基于相位函数和第二校正后的信号得到第三校正后的信号；校正第三校正后的信号的方位信号的空变性得到第四校正后的信号，对第四校正后的信号进行方位向场景的拼接得到第一拼接信号；对第一拼接信号进行频谱拼接，得到第二拼接信号；对第二拼接信号进行相位偏移补偿，得到相位偏移补偿后的信号；将不同组的相位偏移补偿后的信号进行累加，得到最终的信号。2.根据权利要求1所述的基于线性调频信号的随机跳频信号成像方法，其特征在于，所述随机跳频线性调频信号表示为：；所述目标点的回波信号表示为：；所述第一变换后的信号表示为：；其中，为随机跳频线性调频信号，为目标的回波信号，为第一变换后的信号，为快时间，为距离频率，为慢时间，为发射信号的幅度，为距离窗函数，为时刻雷达到目标点的瞬时斜距，为光速，为方位窗函数，为虚数单位，为调频率，为第个随机跳频线性调频信号的中心频率。3.根据权利要求1所述的基于线性调频信号的随机跳频信号成像方法，其特征在于，校正第一变换后的信号的距离走动分量，得到第一校正后的信号，包括：获取第一校正函数，所述第一校正函数表示为：
；其中，表示第一校正函数，为距离频率，为慢时间，为虚数单位，为速度，为雷达的斜视角，为光速，为第个随机跳频线性调频信号的中心频率；在距离频域将所述第一变换后的信号与所述第一校正函数相乘，得到所述第一校正后的信号，所述第一校正后的信号表示为：；其中，为第一校正后的信号，为发射信号的幅度，为距离窗函数，为方位窗函数，为虚数单位，为调频率，为时刻雷达到目标点的瞬时斜距。4.根据权利要求1所述的基于线性调频信号的随机跳频信号成像方法，其特征在于，对第一校正后的信号依次进行解线频调和插值处理，并将插值处理后的信号还原至第一校正后的信号，包括：获取解线频调的参考函数，所述解线频调的参考函数表示为：；其中，为解线频调的参考函数，为慢时间，为虚数单位，，为速度，为雷达的斜视角，为波长，为场景中心线处的射线斜距；基于所述解线频调的参考函数，对所述第一校正后的信号进行解线频调处理，得到解线频调处理后的信号；对所述解线频调处理后的信号的方位慢时间进行插值处理，得到插值处理后的信号；利用还原的参考函数将所述插值处理后的信号还原至所述第一校正后的信号，所述还原的参考函数表示为：
；其中，为还原的参考函数，为频率下方位向慢时间的中间时刻。5.根据权利要求1所述的基于线性调频信号的随机跳频信号成像方法，其特征在于，对第一校正后的信号在方位向进行傅里叶变换，之后进行距离向脉冲压缩和距离徙动校正，得到第二校正后的信号，包括：对所述第一校正后的信号在方位向进行傅里叶变换，以将所述第一校正后的信号变换到距离频域和方位频域，得到第二变换后的信号，所述第二变换后的信号表示为：；其中，为第二变换后的信号，为距离频率，，为速度，为雷达的斜视角，为波长，为发射信号的幅度，为距离窗函数，，，为调频率，为场景中心线处的射线斜距，为光速，为方位窗函数，为初始时刻雷达到目标点的斜距，为虚数单位，为经过慢时间后目标点所处的位置与初始位置之间的距离，为载频；将所述第二变换后的信号与频率函数相乘，得到第三变换后的信号，所述频率函数表示为：
；其中，为频率函数；对所述第三变换后的信号进行距离逆傅里叶变换，将所述第三变换后的信号变换到距离时域和方位频域，完成距离向脉冲压缩和距离徙动校正，得到所述第二校正后的信号，所述第二校正后的信号表示为：；其中，表示第二校正后的信号，为频带宽度，为快时间。6.根据权利要求1所述的基于线性调频信号的随机跳频信号成像方法，其特征在于，基于相位函数和第二校正后的信号得到第三校正后的信号，包括：获取所述相位函数，所述相位函数表示为：；其中，为相位函数，为距离频率，，为速度，为雷达的斜视角，为波长，为虚数单位...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭亮，杨光，李亚超，李松源，王轩，荆丹，尹红飞，白剑，许晴，吕艳，邢孟道，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：