基于chirp冗余DDM波形的雷达信号处理方法、装置和介质制造方法及图纸

本申请公开一种基于chirp冗余DDM波形的雷达信号处理方法、系统、存储介质，方法包括：在chirp序列对应的奇偶序列发射chirp冗余DDM波形，接收并根据回波信号和参考信号得到中频信号；确定中频信号的采样信号的第一2dFFT结果和奇偶序列的第二2dFFT结果，对第一2dFFT结果进行CFAR检测得到目标检测结果；基于目标检测结果，根据奇序列段和偶序列段的发射相位的相位差解速度模糊；根据空间维的2dFFT结果得到目标属性信息；根据目标属性信息将目标检测结果对应的索引号转换为目标距离信息、目标速度信息和目标角度信息。本申请引入chirp冗余DDM波形实现目标检测，提升MIMO雷达对目标进行探测过程中，通道分离的效率。通道分离的效率。通道分离的效率。

【技术实现步骤摘要】
基于chirp冗余DDM波形的雷达信号处理方法、装置和介质


[0001]本申请涉及但不限于MIMO雷达目标检测
，尤其涉及一种基于chirp冗余DDM波形的雷达信号处理方法、系统、存储介质。

技术介绍

[0002]MIMO雷达利用多个天线来发射和接收信号，并对多维信息进行处理，扩大雷达有效孔径，从而实现对目标的高精度探测和跟踪。在利用MIMO雷达对目标进行探测和跟踪的过程中，由于不同天线占据了不同的多普勒频带，随着速度变化会出现频带的混叠，导致发射天线占据的频带顺序不定，需要进行通道分离。目前常用的通道分离方法是通过DDM调制制造空带来定位其中一个发射天线，但检测空带的方法需要对每一个检测到的目标进行循环频带相关检测，计算量较大，且空带额外占用多普勒频带造成利用率下降，进而影响通道分离的效率。

技术实现思路

[0003]本申请实施例提供了一种基于chirp冗余DDM波形的雷达信号处理方法、装置和介质，能够有效提升MIMO雷达对目标进行探测和跟踪的过程中，通道分离的效率。
[0004]第一方面，本申请实施例提供了一种基于chirp冗余DDM波形的雷达信号处理方法，包括：
[0005]获取chirp序列，将所述chirp序列划分为奇偶序列，所述奇偶序列各个序列段之间的延迟时间长度根据预设的速度解模糊规则确定；
[0006]分别在各个不同的所述序列段发射chirp冗余DDM波形，接收所述chirp冗余DDM波形的回波信号，并将所述回波信号和预设的参考信号进行调频处理得到中频信号；
[0007]对所述中频信号对应的采样信号进行快时间维的傅里叶变换，得到第一2dFFT结果；
[0008]分别对所述奇偶序列中的奇序列段和偶序列段进行慢时间维的傅里叶变换，得到第二2dFFT结果；
[0009]对所述第一2dFFT结果按照接收通道进行非相干累加，并进行CFAR检测，得到目标检测结果，第一2dFFT结果为单天线发射的2dFFT结果；
[0010]基于所述目标检测结果，确定所述奇序列段对应的第二2dFFT结果的第一发射相位，以及确定所述偶序列段对应的第二2dFFT结果的第二发射相位，并根据所述第一发射相位与所述第二发射相位的相位差进行解速度模糊；
[0011]基于所述目标检测结果中每个目标对象对应的多普勒索引号，在所述第一2dFFT结果中确定对应的接收通道的第三发射相位，并确定第一2dFFT结果对应的天线位置信息；
[0012]根据所述第三发射相位和所述天线位置信息，对所述第一2dFFT结果中的目标对象对应的数据进行重排并进行角度维傅里叶变换，得到目标对象的空间谱；
[0013]对所述空间维度的2dFFT结果进行CFAR检测，得到目标属性信息；
[0014]根据所述目标属性信息将目标检测结果对应的索引号转换为目标距离信息、目标速度信息和目标角度信息。
[0015]在一些实施例中，所述目标检测结果包括目标单元索引号，所述目标单元索引号根据以下步骤得到：
[0016]在所述第二2dFFT结果的各个待检测单元中，跳过预设数量的保护单元并从所述待检测单元中确定参考背景区域范围；
[0017]利用所述参考背景区域范围对应的参考单元计算背景噪声的统计特征，并根据所述背景噪声的统计特征得到所述背景噪声的近似分布；
[0018]根据所述背景噪声的近似分布和预设虚警率确定当前参考单元的门限值，将所述门限值与当前参考单元对应的参考信号值进行比较，将高于所述门限值的所述参考信号值对应的参考单元确定为目标单元；
[0019]将所述目标单元对应的索引号确定为所述目标单元索引号。
[0020]在一些实施例中，所述方法还包括：
[0021]获取各个所述目标对象在所述第二2dFFT结果的第一参考索引号；
[0022]根据所述第一参考索引号和DDM调制的相位关系计算各个接收通道之间的差值；
[0023]根据所述各个接收通道之间的差值计算每个发射天线对应的目标索引号；
[0024]计算各个所述目标索引号对应的峰值点。
[0025]在一些实施例中，所述chirp冗余DDM波形包括第一冗余chirp波形和第二冗余chirp波形，所述第一冗余chirp波形为使用一个发射天线进行单独发射的冗余chirp波形，所述第二冗余chirp波形为按照DDM调制规则调制的所有发射天线同时发射的chirp波形，所述第二冗余chirp波形的表达式为：
[0026][0027]其中，S
m
为第m个所述发射天线的发射波形，t为发射时间，n为当前发射的脉冲数，f
c
为载波频率，T
c
为MIMO脉冲重复时间，k为扫频斜率，为第m个所述发射天线对应的发射起始相位，为第m个所述发射天线所调制的DDM相位，的表达式为：
[0028][0029]其中，N
Tx
为发射天线总数。
[0030]在一些实施例中，所述第一发射相位与所述第二发射相位的相位差的表达式为：
[0031][0032]其中，为所述奇序列段对应的第二2dFFT结果在(i，j)位置上的相位，即第一发射相位，为所述偶序列段对应的第二2dFFT结果在(i，j)位置上的相位，即第二发射相位，v为目标真实速度，t
d
为冗余chirp波形与DDMchirp波形之间额外的延时长度，f
c
为载波频率，T
r
为单个脉冲的周期。
[0033]在一些实施例中，所述目标真实速度v的表达式为：
[0034]v＝v
amb
+qv
max
；
[0035]其中，v
amb
为通过CFAR检测索引号得到的模糊速度，q为参考模糊倍数，v
max
为MIMO脉冲重复周期决定的最大不模糊速度，v
max
的表达式为：
[0036][0037]其中，λ为载波波长，c为光速，f
c
为载波频率。
[0038]在一些实施例中，所述目标属性信息包括目标速度模糊倍数估计值，所述目标速度模糊倍数估计值根据以下公式得到：
[0039][0040]其中，为所述目标速度模糊倍数估计值，为卷绕后的相位差值，根据以下公式得到：
[0041][0042]其中，v
amb
为通过CFAR检测索引号得到的模糊速度。
[0043]在一些实施例中，所述多普勒索引号的表达式为：
[0044][0045]其中，N
d
为多普勒维FFT点数，N
Tx
为发射天线的数量，的数值为整数。
[0046]第二方面，本申请实施例提供了一种基于chirp冗余DDM波形的雷达信号处理系统，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于chirp冗余DDM波形的雷达信号处理方法，其特征在于，包括：获取chirp序列，将所述chirp序列划分为奇偶序列，所述奇偶序列各个序列段之间的延迟时间长度根据预设的速度解模糊规则确定；分别在各个不同的所述序列段发射chirp冗余DDM波形，接收所述chirp冗余DDM波形的回波信号，并将所述回波信号和预设的参考信号进行调频处理得到中频信号；对所述中频信号对应的采样信号进行快时间维的傅里叶变换，得到第一2dFFT结果；分别对所述奇偶序列中的奇序列段和偶序列段进行慢时间维的傅里叶变换，得到第二2dFFT结果；对所述第一2dFFT结果按照接收通道进行非相干累加，并进行CFAR检测，得到目标检测结果，第一2dFFT结果为单天线发射的2dFFT结果；基于所述目标检测结果，确定所述奇序列段对应的第二2dFFT结果的第一发射相位，以及确定所述偶序列段对应的第二2dFFT结果的第二发射相位，并根据所述第一发射相位与所述第二发射相位的相位差进行解速度模糊；基于所述目标检测结果中每个目标对象对应的多普勒索引号，在所述第一2dFFT结果中确定对应的接收通道的第三发射相位，并确定第一2dFFT结果对应的天线位置信息；根据所述第三发射相位和所述天线位置信息，对所述第一2dFFT结果中的目标对象对应的数据进行重排并进行角度维傅里叶变换，得到目标对象的空间谱；对所述空间维度的2dFFT结果进行CFAR检测，得到目标属性信息；根据所述目标属性信息将目标检测结果对应的索引号转换为目标距离信息、目标速度信息和目标角度信息。2.根据权利要求1所述的基于chirp冗余DDM波形的雷达信号处理方法，其特征在于，所述目标检测结果包括目标单元索引号，所述目标单元索引号根据以下步骤得到：在所述第二2dFFT结果的各个待检测单元中，跳过预设数量的保护单元并从所述待检测单元中确定参考背景区域范围；利用所述参考背景区域范围对应的参考单元计算背景噪声的统计特征，并根据所述背景噪声的统计特征得到所述背景噪声的近似分布；根据所述背景噪声的近似分布和预设虚警率确定当前参考单元的门限值，将所述门限值与当前参考单元对应的参考信号值进行比较，将高于所述门限值的所述参考信号值对应的参考单元确定为目标单元；将所述目标单元对应的索引号确定为所述目标单元索引号。3.根据权利要求1所述的基于chirp冗余DDM波形的雷达信号处理方法，其特征在于，所述方法还包括：获取各个所述目标对象在所述第二2dFFT结果的第一参考索引号；根据所述第一参考索引号和DDM调制的相位关系计算各个接收通道之间的差值；根据所述各个接收通道之间的差值计算每个发射天线对应的目标索引号；计算各个所述目标索引号对应的峰值点。4.根据权利要求1所述的基于chirp冗余DDM波形的雷达信号处理方法，其特征在于，所述chirp冗余DDM波形包括第一冗余chirp波形和第二冗余chirp波形，所述第一冗余chirp波形为使用一个发射天线进行单独发射的冗余chirp波形，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：范征，张慧，罗俊，刘文冬，周春元，高伟，
申请(专利权)人：珠海微度芯创科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：