基于相位对消捷变相参雷达杂波抑制的目标检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110109076A(43)申请公布日2019.08.09(21)申请号201910332718.3(22)申请日2019.04.24(71)申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市太白南路2号(72)发明人全英汇董淑仙陈侠达高霞李亚超邢孟道赵金珊张瑞(74)专利代理机构陕西电子工业专利中心61205代理人田文英王品华(51)Int.Cl.G01S7/41(2006.01)G01S13/58(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称基于相位对消捷变相参雷达杂波抑制的目标检测方法(57)摘要本发明公开了一种基于相位对消捷变相参雷达杂波抑制的目标检测方法。实现步骤为：首先对雷达回波脉冲信号进行采样及脉冲压缩得到脉压回波，利用相位对消技术对脉压回波进行杂波抑制，并通过相位补偿对回波进行相位校正，最后通过非均匀傅里叶变换与均值类恒虚警检测方法，实现回波信号的相参积累与检测运动目标。解决了现有技术方法中在回波数据不足的情况下，无法准确估计杂波的多普勒频率范围，不能在实际主杂波区形成很深的杂波凹陷，从而不能有效地抑制杂波的问题。本发明无需大量回波数据，便可以在实际主杂波区形成很深的杂波凹陷，有效地抑制杂波。CN110109076ACN110109076A权利要求书1/2页1.一种基于相位对消捷变相参雷达杂波抑制的目标检测方法，其特征在于，对回波脉压信号向量进行相位对消，对雷达脉压回波进行相位校正，该方法的步骤包括如下：(1)生成雷达发射脉冲信号：雷达发射机生成N个发射脉冲信号，载频两两相同，依次为N为在[32,128]内任意选取的一个偶数；(2)对脉冲回波信号进行混频：(2a)雷达接收机接收脉冲回波信号，并将脉冲回波信号与雷达发射脉冲信号相乘，得到N个雷达基带回波信号；(2b)以发射脉冲信号带宽两倍的采样频率，雷达接收机将得到的雷达基带回波信号进行采样，得到N个雷达基带回波信号向量；(3)对雷达基带回波信号向量进行脉冲压缩：将发射脉冲信号取复共轭后与每个雷达基带回波信号向量卷积相乘，得到N个回波脉压信号向量；(4)对回波脉压信号向量进行相位对消：(4a)用回波脉压信号向量中每两两相同载频中第二个回波脉压信号向量，减去第一个回波脉压信号向量，得到相位对消后的回波脉压信号向量；(4b)将相位对消后的回波脉压信号向量沿纵向依次排列，得到相位对消后的脉压矩阵；(5)计算运动目标速度：(5a)对脉压矩阵中的每一个列向量取模值，选取所有模值中的最大值所对应的列向量，将该列向量的转置与基矩阵相乘，得到变换向量；(5b)对变换向量中的每一个元素取模值，选取所有模值中的最大值，选取变换向量中与该最大值模值相等的元素所对应的下标的数值，将该下标的数值带入下式计算运动目标速度；其中，v表示运动目标速度，c表示光速，r表示变换向量中与最大值模值相等的元素所对应的下标的数值，Tr表示雷达发射脉冲信号重复周期，Δf表示雷达发射机频率步进的最小间隔频率；(6)对雷达脉压回波进行相位校正：将脉压矩阵中的每一个列向量分别与补偿向量求哈达马积，得到相位补偿后的列向量，将所有相位补偿后的列向量沿横向依次排序，得到相位补偿后的脉压矩阵；(7)检测运动目标：(7a)对相位补偿后的脉压矩阵沿纵向进行非均匀傅里叶变换，得到相参积累矩阵；(7b)采用均值类恒虚警检测方法，检测相参积累矩阵中的运动目标。2.根据权利要求1所述的基于相位对消捷变相参雷达杂波抑制的目标检测方法，其特征在于，步骤(5a)中所述的基矩阵如下：2CN110109076A权利要求书2/2页其中，D表示基矩阵，e表示以自然常数为底的指数操作，j表示虚数单位符号，π表示圆周率，N表示发射脉冲信号的个数，分别表示发射脉冲信号中的载频，fmin表示发射脉冲信号中载频的最小值，Δf表示雷达发射机频率步进的最小间隔频率。3.根据权利要求1所述的基于相位对消捷变相参雷达杂波抑制的目标检测方法，其特征在于，步骤(6)中所述的补偿向量如下：其中，η表示补偿向量，e表示以自然常数为底的指数操作，j表示虚数单位符号，π表示圆周率，分别表示发射脉冲信号中的载频，v表示运动目标速度，Tr表示雷达发射脉冲信号重复周期，c表示光速，T表示转置操作。4.根据权利要求1所述的基于相位对消捷变相参雷达杂波抑制的目标检测方法，其特征在于，步骤(7b)中所述的均值类恒虚警检测方法是，选取相参积累矩阵中任意一个元素作为待检测元素，选取待检测元素的上边、下边、左边、右边各2个元素作为保护元素，求待检测元素与保护元素以外的所有元素的平均值，将该平均值减去待检测元素得到检测的相参积累矩阵中的运动目标。3CN110109076A说明书1/5页基于相位对消捷