一种雷达低速准动态回波信号增速等效重构方法与流程

本发明涉及雷达信号处理，涉及一种雷达低速准动态回波信号增速等效重构方法。

背景技术：

1、针对外场试验高速相对运动无法等比例的全速度模拟，尤其是高速动态交会模拟困难、模拟精度较低的问题，通过雷达与目标低速相对运动的回波信号，采用低速准动态回波信号增速等效重构方法，等效变换为雷达与目标高速相对运动回波信号，完成外场高速动态交会试验的低成本、高精度的等效模拟。

2、现有通过低速准动态相对运动增速等效模拟高速运动的方法，主要通过变重频的方法实现，该方法无法解决宽带信号情况下增速等效过程中出现的脉冲尺度伸缩、距离走动等问题。当前尚未有带距离信息脉冲多普勒信号、大时宽宽带信号等复杂信号等效增速重建手段。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提出了一种雷达低速准动态回波信号增速等效重构方法，其特征在于，包含以下内容：

2、s1、快时间时域距离与速度去耦合，包括对雷达低速准动态相对运动回波数据采样与数字下变频，得到零中频回波数据，对零中频回波数据进行快时间时域与慢时间时域二维重排，并对每一个二维重排信号对应的快时间进行去耦合；

3、s2、对去耦合的脉冲信号进行快时间时域快速傅里叶变换与频域相位补偿；

4、s3、对步骤s2中进行快速傅里叶变换与频域相位补偿的信号进行快时间频域尺度伸缩变换与幅度补偿；

5、s4、对步骤s3中进行快时间频域尺度伸缩变换与幅度补偿的信号进行慢时间尺度变换；

6、s5、对步骤s4慢时间尺度变换的信号进行快时间频域距离走动补偿；

7、s6、对步骤s5快时间频域距离走动补偿的信号进行快时间频域逆傅里叶变换与相位补偿。

8、进一步地，所述步骤s1的二维重排信号表示为sr(t,tm)：

9、

10、式中，式中a1为回波信号幅度；t＝nts为快时间维时域，n为脉内第n个采样点，ts为采样间隔；tm＝mtr为慢时间，m为脉间第m个脉冲，且tr为脉冲重复间隔(pri)；fc为载波频率；c为光速；为脉冲尺度伸缩因子；p(·)为基带信号波形；为脉宽尺度伸缩的回波延时，r(tm)＝r0+v0mtr，其中r0和v0分别为目标相对于雷达的径向初始距离和低速准动态运动过程相对速度；

11、对每一个二维重排信号对应的快时间进行去耦合，通过相位补偿实现，过程表示为：sr1(t,tm)＝sr(t,tm)q1(t,tm)；

12、补偿因子q1(t,tm)表示为：

13、进一步地，所述步骤s2快速傅里叶变换与频域相位补偿表示为：

14、sr2(f,tm)＝fftt{sr1(t,tm)}q2(f,tm)

15、式中，fftt表示对快时间维时域进行快速傅里叶变换；频域补偿因子q2(f,tm)表示为：

16、

17、式中，f＝nb/n且b为信号带宽，n为快时间采样点数。

18、进一步地，所述步骤2经过快速傅里叶变换与频域相位补偿信号表示为：

19、

20、所述步骤s3经过时间频域尺度伸缩变换与幅度补偿后的信号为：

21、

22、令f′为尺度伸缩变换后快时间频域，f＝f′κ0/κh，其中为高速相对运动下的脉宽尺度伸缩因子，vh为增速后的相对速度，κ0/κh为幅度补偿因子。

23、进一步地，所述步骤s4经过慢时间维尺度变换后的信号为：

24、

25、令tm＝kt'm，t'm为增速后慢时间域，k＝vh/v0为速度的增速倍数。

26、进一步地，所述步骤s5经过快时间频域距离走动补偿的信号为：

27、sr3(f′,t'm)＝sr2(f′,t'm)q3(f′,t'm)

28、式中，q3(f′,t'm)表示为

29、

30、进一步地，所述步骤s6经过快时间频域逆傅里叶变换与相位补偿的信号为：

31、sr4(t′,t'm)＝ifftf′{sr3(f′,t'm)}q4(t′,t'm)

32、式中，ifftf′表示对f′进行快速逆傅里叶变换；t′为f′对应的时域；q4(t′,t'm)表示为：

33、

34、本发明提供的方法可实现对任意倍数速度等效重建，对跨距离单元走动问题能够实现较好的等效重建性能。

技术特征：

1.一种雷达低速准动态回波信号增速等效重构方法，其特征在于，包含以下内容：

2.如权利要求1所述的雷达低速准动态回波信号增速等效重构方法，其特征在于，所述步骤s1的二维重排信号表示为sr(t,tm)：

3.如权利要求2所述的雷达低速准动态回波信号增速等效重构方法，其特征在于，所述步骤s2快速傅里叶变换与频域相位补偿表示为：

4.如权利要求3所述的雷达低速准动态回波信号增速等效重构方法，其特征在于，所述步骤2经过快速傅里叶变换与频域相位补偿信号表示为：

5.如权利要求4所述的雷达低速准动态回波信号增速等效重构方法，其特征在于，所述步骤s4经过慢时间维尺度变换后的信号为：

6.如权利要求5所述的雷达低速准动态回波信号增速等效重构方法，其特征在于，所述步骤s5经过快时间频域距离走动补偿的信号为：

7.如权利要求6所述的雷达低速准动态回波信号增速等效重构方法，其特征在于，所述步骤s6经过快时间频域逆傅里叶变换与相位补偿的信号为：

技术总结
本发明涉及一种雷达低速准动态回波信号增速等效重构方法，包含以下内容：S1、快时间时域距离与速度去耦合，包括对雷达低速准动态相对运动回波数据采样与数字下变频，得到零中频回波数据，对零中频回波数据进行快时间时域与慢时间时域二维重排，并对每一个二维重排信号对应的快时间进行去耦合；S2、进行快时间时域快速傅里叶变换与频域相位补偿；S3、进行快时间频域尺度伸缩变换与幅度补偿；S4、进行慢时间尺度变换；S5、进行快时间频域距离走动补偿；S6、进行快时间频域逆傅里叶变换与相位补偿。本发明提供的方法可实现对任意倍数速度等效重建，对跨距离单元走动问题能够实现较好的等效重建性能。

技术研发人员：刘俊豪,陈潜,魏维伟,沈艳秋,张湘斌,武海东
受保护的技术使用者：上海无线电设备研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4