基于频谱合成的模拟电视外源雷达解距离模糊实现方法
【专利摘要】本发明属于雷达技术，公开了一种基于频谱合成的模拟电视外源雷达解距离模糊实现方法，包括以下步骤：构建基于模拟电视的外源雷达系统；利用杂波相消算法，分别消除视频回波信号和音频回波信号中的杂波，得到相消后的视频剩余回波信号和音频剩余回波信号；对视频直达波信号和音频直达波信号进行滤波、数字下变频和频率综合，得频谱合成直达波信号；并且对视频剩余回波信号和音频剩余回波信号进行滤波、数字下变频和频率综合，得频谱合成剩余回波信号；分段求解频谱合成直达波信号的滤波权值；利用N路频谱合成回波信号和总的频谱合成直达波信号的滤波权值，最后进行距离多普勒解距离模糊处理。
【专利说明】基于频谱合成的模拟电视外源雷达解距离模糊实现方法
【技术领域】
[0001]本发明属于雷达【技术领域】，具体来说是一种基于频谱合成的模拟电视外源雷达解距离模糊实现方法，可用于以模拟电视信号作为机会照射源的外源雷达系统中，实现解距离模糊，精确测量目标的距离。
技术背景
[0002]模拟电视信号因其具有很高的发射功率，在外源雷达中得到广泛的应用。模拟电视信号主要成分为视频信号和音频信号(在模拟电视信号中，视频信号与音频信号的发射功率之比为10:1)，由于占较大部分的视频信号行与行之间具有很高的相关性，所以模拟电视信号可以看作是一个周期为64微秒的信号。如果对其按照匹配滤波的方式进行处理，则会在19.2km的双基地距离处出现很高的模糊距离旁瓣，导致不能检测出目标的真实距离。虽然可以对视频信号进行解距离模糊处理，但会造成很大的信噪比损失，这样会导致无法探测远距离目标。音频信号属于调频信号，可以看作伪随机信号，但音频信号的发射功率只占据整个模拟电视信号发射功率中的较小一部分，限制了它作为机会照射源来检测目标的作用距离。为了能有效利用视频信号发射功率大和音频信号图钉状模糊函数的优点，可以对模拟电视信号的视频和音频信号频谱合成后进行解距离模糊处理，以有效抑制模糊距离旁瓣，检测出目标的真实距离。
[0003]西安电子科技大学王海涛的文章《Mismatched filter for analogue TV-basedpassive bistatic radar)) IET Radar Sonar Navig., 2011, Vol.5, lss.5, pp.573-581 给出了以模拟电视信号作为机会照射源的外源雷达中进行解距离模糊处理的方法，但该方法只考虑了对模拟电视中的视频信号进行解模糊处理，因而造成很大的信噪比损失，无法探测远距离目标。如果把该方法直接应用到外辐射源雷达工程实施中，则会产生以下三个问题:首先，该方法只对视频信号进行解模糊处理，没有对模拟电视信号进行频谱合成后再作解距离模糊处理。其次，该方法没有解距离模糊处理的具体工程实现方式。再次，该方法基于单路回波进行处理，无法以较低运算量完成对多路外辐射源雷达回波的处理。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明的目的在于提出一种基于频谱合成的模拟电视外源雷达解距离模糊实现方法，首先对模拟电视信号进行视频和音频信号的频谱合成，然后进行解距离模糊处理，并且能够以较低的运算量完成对多路外辐射源雷达回波的解模糊处理。
[0005]为实现上述目的，本发明通过分别对消视频和音频回波信号中的杂波，将对消后的视频和音频回波信号进行频谱合成，利用解距离模糊技术对频谱合成回波信号进行处理，有效抑制模糊距离旁瓣。
[0006]一种基于频谱合成的模拟电视外源雷达解距离模糊实现方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0007]步骤I，构建基于模拟电视的外源雷达系统，其参考天线获取数字采集到的模拟电视外源的视频直达波信号\和音频直达波信号4，其回波天线获取数字采集到的模拟电视外源的N路视频回波V1, V2,...，Vn和N路音频回波A1, A2,..., An ；
[0008]步骤2，利用杂波相消算法，分别消除视频回波信号和音频回波信号中的杂波，得到相消后的视频剩余回波信号和音频剩余回波信号；
[0009]步骤3，对视频直达波信号和音频直达波信号进行滤波、数字下变频和频率综合，得频谱合成直达波信号；并且对视频剩余回波信号和音频剩余回波信号进行滤波、数字下变频和频率综合，得频谱合成剩余回波信号；
[0010]步骤4，分段求解频谱合成直达波信号的滤波权值，然后顺序合成总的频谱合成直达波信号的滤波权值W;
[0011]步骤5，利用N路频谱合成回波信号和总的频谱合成直达波信号的滤波权值，按照下式进行距离多普勒解距离模糊处理:
[0012]
【权利要求】
1.一种基于频谱合成的模拟电视外源雷达解距离模糊实现方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤I，构建基于模拟电视的外源雷达系统，其参考天线获取数字采集到的模拟电视外源的视频直达波信号\和音频直达波信号Ap其回波天线获取数字采集到的模拟电视外源的N路视频回波V1, V2,...，Vn和N路音频回波A1, A2,..., An ； 步骤2，利用杂波相消算法，分别消除视频回波信号和音频回波信号中的杂波，得到相消后的视频剩余回波信号和音频剩余回波信号； 步骤3，对视频直达波信号和音频直达波信号进行滤波、数字下变频和频率综合，得频谱合成直达波信号；并且对视频剩余回波信号和音频剩余回波信号进行滤波、数字下变频和频率综合，得频谱合成剩余回波信号； 步骤4，分段求解频谱合成直达波信号的滤波权值，然后顺序合成总的频谱合成直达波信号的滤波权值W ; 步骤5，利用N路频谱合成回波信号和总的频谱合成直达波信号的滤波权值，按照下式进行距离多普勒解距离模糊处理:
2.根据权利要求1所述的基于频谱合成的模拟电视外源雷达解距离模糊实现方法，其特征在于，步骤2的具体子步骤为: 2a)将视频直达波信号、音频直达波信号、N路视频回波信号和N路音频回波信号分别均匀分解为N1个数据段； 2b)分别选取视频直达波信号、音频直达波信号、N路视频回波信号和N路音频回波信号的同顺序数据段； 2c)利用视频直达波信号和音频直达波信号所选取的数据段分别构建视频延迟矩阵Xv和音频延迟矩阵Xa ； 2d)利用高斯约当法对视频延迟协方差矩阵XvhXv和音频延迟协方差矩阵XaiiXa进行求逆，得到视频延迟协方差逆矩阵(Xv1Xr1和音频延迟协方差逆矩阵(XaiiXa)'其中H表示共轭转置； 2e)利用视频延迟协方差逆矩阵(Xv11Xv) ―1，按照下式对N路视频回波信号分别进行相消:
3.根据权利要求1所述的基于频谱合成的模拟电视外源雷达解距离模糊实现方法，其特征在于，步骤3的具体子步骤为: 3a)对视频直达波信号、音频直达波信号、相消后的N路视频剩余回波信号和N路音频剩余回波信号进行滤波和数字下变频； 3b)将经过滤波和下变频的视频直达波信号和音频直达波信号相加得到频谱合成直达波信号S，同时将经过滤波和下变频的视频剩余回波信号和音频剩余回波信号相加得到频谱合成剩余回波信号。
4.根据权利要求1所述的基于频谱合成的模拟电视外源雷达解距离模糊实现方法，其特征在于，步骤4的具体子步骤为: 4a)频谱合成直达波信号进行数据位均匀分段，每段的数据位长度为Nb，每段的数据位长度Nb取值范围为[16，100]； 4b)顺序选取数据段为需要求解的数据段； 4c)按照下式计算所选取数据段的直达波滑动矢量:
【文档编号】G01S13/08GK103885055SQ201410110950
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2014年3月21日
【发明者】王俊, 吕小永, 刘杰 申请人:西安电子科技大学