一种pd雷达中的双波形相位编码自适应杂波对消方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及雷达抗无源干扰领域，特涉及一种ro雷达中的双波形相位编码自适 应杂波对消方法。
【背景技术】
[0002] 在使用常规中PRF的地基ro雷达中，需要面对不模糊探测距离较低PRF时减少的 事实，从而使得远程的回波在视在不模糊距离上折叠，并和近程回波相重叠。当远程的动目 标落入近程的强杂波区时，需要在有限的波束驻留时间内，使用多个不同PRF来照射目标， 从而使得目标与杂波区在视在不模糊距离上分离。在脉组PRF参差模式下，这种方法使得 不同脉组间的目标回波无法相干积累，使得有效的总波束驻留数减少，降低了探测效率。同 时，这种方法还需要利用不同的PRF来解出探测目标真实的距离位置。因此常规的ro体制 雷达，当遇到远程目标落入近程杂波区时，由于有限的PRF长度和波束驻留时间双重限制， 不能保证动目标被有效的检测和距离模糊的解除，因此会进一步降低目标的探测性能。
[0003] 在以往的ro雷达技术发展过程中，有使用慢拍伪随机初相编码调制或快拍正交 编码调制的方法去解决中高PRF探测目标模糊的问题。但是高速目标产生大多普勒频移对 于快拍正交编码的正交性弱化，强杂波的多普勒展宽效应、有限的波束驻留数使得慢拍伪 随机初相编码在距离多普勒域的相干积累优势被弱化，让上述方法的实用性存在限制。
【发明内容】
[0004] 针对【背景技术】中ro体制地基雷达探测的局限性，本发明提出了一种利用双波形 相位编码的自适应杂波对消方法，使得在落入的强杂波区的远程目标可以被有效检测。本 发明通过将雷达发射的固定线性调频信号改为相邻PRI交替发射正负调频斜率的线性调 频信号，同时加以慢拍的相位伪随机编码，在接收的信号处理中利用快拍和慢拍的两维匹 配滤波，同时加以信号子空间维度的滤波，使得近程杂波得以被滤除，远程的目标被保留， 从而达到目标检测的目的。
[0005] 本发明的技术方案是：一种双波形相位编码的自适应杂波对消方法，顺序包括发 射波形产生步骤、近程回波匹配滤波步骤、信号子空间滤波步骤和远程回波匹配滤波步骤， 其特征在于：
[0006] 所述的发射波形产生步骤包括：
[0007] 1. 1构造基带正负调频斜率的线性调频信号子步骤；
[0008] 系统发射的基带LFM信号为土LFM，并在相邻的PRI内交替输出；
[0009] 1. 2慢拍伪随机初相调制子步骤；
[0010] 将步骤I. 1输出的土LFM信号在每个PRI内乘以一个随机初相Φ ( T )，使得不同 PRI的基带LFM信号初相都不同，再将该信号变频放大发射；
[0011] 所述的近程回波匹配滤波步骤，使用快拍匹配脉压技术和慢拍相位补偿技术进行 距离多普勒处理，包括下述子步骤：
[0012] 2.1 DBF 子步骤；
[0013] 将步骤I. 2产生的回波信号，在各接收通道进行通道均衡后，使用相控阵天线的 DBF技术得到所需波束指向的基带信号，分别形成主回波S lz( τ )，辅助回波Slf ( τ );
[0014] 2. 2快拍匹配脉压子步骤；
[0015] 将步骤2. 1中获得的信号Slz(T)和Slf(T)按照近程回波对应PRI的顺序使用不 同斜率的LFM参考信号进行脉压，同时进行土LFM信号的初相补偿，得到脉压后的主回波序 列瓦>)和辅助回波序列哀7⑴；
[0016] 2. 3慢拍相位补偿子步骤；
[0017] 将步骤2. 2中的和矣7(r)按照对应的近程PRI发射序列，乘以所调制的伪随 机初相序列的共轭值conj ((^( τ ))，得慢拍相位补偿后的主回波序列S' 1ζ( τ )和辅助回 波序列S' lf(〇;
[0018] 2. 4距离多普勒维度变换子步骤；
[0019] 将步骤2.3中的S' 1ζ(τ)和S' lf(〇逐距离单元进行FFT，得到主回波的距离 多普勒平面S' 12和辅助回波的距离多普勒平面S' lf;
[0020] 2. 5近程恒虚警检测子步骤；
[0021] 将步骤2. 4中的S' lz进行CFAR，获得近程动目标的距离和速度；
[0022] 所述的信号子空间滤波，使用辅助回波的距离多普勒域张成一个信号子空间，利 用正交投影技术完成主回波的近程杂波自适应对消，包括下述子步骤：
[0023] 3. 1构建正交投影算子子步骤；
[0024] 将步骤2. 4中的辅助回波的距离多普勒平面S' "构建信号子空间，并计算其正 交投影算子pi;
[0025] 3. 2主回波杂波对消子步骤；
[0026] 将步骤2. 4中得到的主回波的距离多普勒平面S' lz投影到步骤3. 1中的正交投 影算子pi，得到滤除杂波后主回波的距离多普勒平面Slz
[0027] 所述的远程回波匹配滤波步骤，将杂波对消后的信号变换回距离慢拍域，在慢拍 进行相邻伪随机相位编码的补偿，进行和远程回波时序相关的逆脉压，变换至远程的距离 多普勒平面进行信号检测，包括下述子步骤：
[0028] 4. 1距离慢拍域变换子步骤；
[0029] 将步骤3. 2产生的主回波距离多普勒平面Slz，在其多普勒维度进行IFFT，得到主 回波的距离慢拍域S12(T);
[0030] 4. 2相邻伪随机相位编码补偿子步骤；
[0031] 将步骤4. 1中获得的信号S12( τ )在其慢拍维度，补偿远程与近程的伪随机相位码 差Λ φ21( τ )，同时对相邻信号进行二次初相Λ η的补偿，得到信号矩阵S' 12( τ );
[0032] 4. 3远程回波逆脉压子步骤；
[0033] 将步骤4.2中的f ι2(τ)应用步骤2. 2中的参考函数，在每一个PRI回波序列 上进行逆脉压操作，再选择其对应的远程PRI快拍LFM参考信号，进行二次脉压，得到远程 回波序列S' 2(〇 ;
[0034] 4. 4距离多普勒维度变换子步骤；
[0035] 将步骤4. 3中的S' 2( τ )逐距离单元进行FFT，得到主回波的远程距离多普勒平面 S12(T)；
[0036] 4. 5远程恒虚警检测子步骤；
[0037] 将步骤4.4中的S'2进行CFAR，获得远程动目标的距离和速度。
【附图说明】
[0038] 图1为本发明的发射框图；
[0039] 图2为本发明的信号处理框图；
[0040] 图3为每个多普勒单元的CFAR处理流程；
[0041] 图4为杂波对消前近程距离多普勒平面；
[0042] 图5为杂波对消前远程距离多普勒平面；
[0043] 图6为杂波对消后远程距离多普勒平面；
[0044] 图7为远程目标在CFAR后的检测结果。
【具体实施方式】
[0045] 名词解释：
[0046] F1D 雷达：脉冲多普勒雷达（Pulse Doppler Radar)。
[0047] PRF :脉冲重复频率（Pulse Repeat Frequency)。
[0048] PRI :脉冲重复间隔，是 PRF 的倒数（Pulse Repeat Interval)。
[0049] 距离模糊：远距离目标的先前回波与近距离目标最近回波在一个PRI内到达，使 得检测的远距离目标处于近距离范围内。
[0050] 二次距离模糊：探测范围内的远距离仅折叠一次落入近距离范围内。
[0051] 视在不模糊距离：最大不模糊距离，值为CA2*PRF)，C为光速。
[0052] 波束驻留时间：雷达波束单次照射目标的时间。
[0053] CFAR :恒虚警检测（Constant False Alarm Rate)。
[0054] LFM :线性调频信号（Linear Frequency Modulation)，其调频斜率为固定常数。
[0055] 土LFM:调频斜率符号互异的线性调频信号。
[0056] 快拍：同一个PRI内的时间计数。
[0057] 慢拍：不同PRI脉冲间的时间计数。
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