CN116840804B - 基于双载频脉冲的速度假目标抑制方法与装置 - Google Patents
基于双载频脉冲的速度假目标抑制方法与装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明通过公开了一种基于双载频脉冲的速度假目标抑制方法:发射有一定的频率间隔的双载频脉冲,接收到双载频混合回波后通过频域滤波器将双载频脉冲混合回波在频域分离形成两路通道,然后进行下变频处理和匹配滤波处理,获得两路回波数据;对两路回波数据在脉冲间做FFT获取回波内信号的多普勒频率,并根据换算为运动速度;对比两路回波数据分别估计出的运动目标速度来鉴别真假目标,速度一致的是真目标,速度不一致的是假目标;根据真目标速度设置速度维滤波器,对两路回波数据进行滤波,然后对滤波后的数据进行加权求和,实现对真目标的检测和对假目标的抑制。本发明还提供了相应的基于双载频脉冲的速度假目标抑制装置。
Description
技术领域
本发明属于信号处理技术领域,更具体地,涉及一种基于双载频脉冲的速度假目标抑制方法与装置。
背景技术
脉冲多普勒(Pulse Doppler,PD)雷达兼具脉冲雷达的距离分辨力和连续波雷达的速度分辨力,可以获取信号的多普勒频率,在抑制杂波方面有着显著优势,广泛应用于空基预警装备。但雷达在探测目标的过程中往往会受到敌方的干扰,其中,速度欺骗干扰是一种典型的欺骗干扰,通过对雷达信号进行复制、多普勒调制和转发,使雷达接收到多个不同多普勒频率的信号,很容易造成雷达检测和跟踪的错误。大量假目标的出现,让雷达很难从这些假目标的里面分辨出真实的目标信号,甚至可能使雷达信号处理机处理回波时出现过载或饱和的现象,对雷达跟踪和检测目标的效能发挥带来了严重的影响。对于相干速度欺骗干扰的抑制问题,目前还缺乏行之有效的解决手段,因此,需要一个有效的速度真假目标鉴别方法,能有效识别速度欺骗假目标,正确获取真目标速度并滤除速度假目标。
因此,需要一个有效的真假目标鉴别方法,能有效识别速度欺骗假目标,正确获取真目标速度。
发明内容
为此,本发明提供一种基于双载频脉冲的速度假目标抑制方法,用以克服现有技术中存在的问题。
为实现上述目的,按照本发明的一个方面,提供了一种基于双载频脉冲的速度假目标抑制方法,包括如下步骤:
步骤1:发射载频分别为和/>的双载频脉冲,要求载频差大于雷达发射信号带宽,确保双载频混合回波信号在频域上不发生混叠,便于分离,接收到双载频混合回波之后经频域滤波后形成两路通道,然后进行下变频处理和匹配滤波处理,获得两路回波数据和/>;
步骤2:利用回波数据、/>在脉冲间做快速傅里叶变换(fast fouriertransform, FFT)获取回波内信号的多普勒频率,并根据/>换算为运动速度,其中/>表示多普勒频率,/>表示雷达工作波长,/>表示光速,/>表示雷达工作频率,/>表示运动速度;
步骤3:对比两路回波数据、/>分别估计出的运动目标速度,其中速度一致的为真目标速度,速度不一致的为假目标速度;
步骤4:根据真目标的运动速度设置速度维滤波器,对两路回波数据进行滤波,然后对滤波后的数据进行加权求和,即可实现对真目标的检测和对假目标的抑制。
本发明的一个实施例中,所述步骤1具体包括:
发射两个载频分别为和/>的相参脉冲串,根据雷达测速原理/>可知,目标的多普勒频率受到自身速度以及雷达发射脉冲载频的影响,因此两路回波数据所测得的多普勒频率是不同且呈比例的,该比例取决于两路发射脉冲串载频的比例;但干扰机产生速度欺骗假目标干扰的方式是对截获的雷达脉冲进行多普勒频率调制,该调制带来的多普勒频率变化往往是固定的;
假设距离处有一个速度为/>的目标,第/>个脉冲重复周期接收到的目标回波为经过匹配滤波后:
(1)
其中,为第/>个脉冲重复周期接收到的目标回波的幅度,/>为发射信号的包络,/>是脉冲重复周期,/>为光速;
经下变频处理之后,回波为:
(2)
其中,为雷达工作波长,/>为目标多普勒频率;
假设存在一个速度假目标干扰,生成方式是对雷达回波进行一个多普勒调制,其大小为,即:
(3)
同理,经下变频处理后,回波为:
(4)
综上所述,目标信号相邻脉冲间存在的相位差为,可得双载频中目标的多普勒导向矢量分别为:
(5)
(6)
其中,和/>分别代表两路回波中目标速度对应的多普勒频率,/>表示矩阵转置运算;同理可得干扰的多普勒矢量分别为:
(7)
(8)
假设发射个脉冲,双载频脉冲混合回波经过频域滤波器分离,再经过下变频和匹配滤波处理后,得到两路回波数据,分别为:
(9)
(10)
其中,表示高斯白噪声矩阵。
本发明的一个实施例中,所述步骤2具体包括:
得到两路回波数据、/>后,对两路数据在脉冲间做FFT,对频谱取峰值即可获取回波内所有信号的多普勒频率,假设载频为/>的脉冲串估计出的两个多普勒频率为和/>,换算成速度为/>和/>;
同理可得载频为的脉冲串估计出的速度为/>和/>。
本发明的一个实施例中,所述步骤3具体包括:
对两路回波数据、/>估计出的运动速度进行对比;步骤2分别得到了两路回波数据估计出的目标速度,其中,/>代表的干扰机对信号做的多普勒频率调制大小,由于双脉冲是同时发射,同时受到干扰机调制,因此两路回波数据中干扰信号相对于目标信号的多普勒频率偏移量是固定的;但对于不同的载频,多普勒频率偏移量带来的速度偏移是不同的,因此两路回波数据中假目标信号的速度是不一样的;因此,将两路回波数据估计出的速度进行对比即可鉴别是真假目标,速度一致的是真目标,速度不同的是假目标。
本发明的一个实施例中,所述步骤4具体包括:
构建速度维滤波器进行滤波,设获得的真目标的运动速度为,获取真目标的运动速度后,在速度维以真目标速度构建一个辛格滤波器/>,其中,为整个速度区间,用该滤波器对两路回波数据进行滤波,对滤波后的数据进行加权求和,即可实现对真目标的检测和对假目标的抑制。
按照本发明的另一方面,还提供了一种基于双载频脉冲的速度假目标抑制装置,包括双载频发送接收模块、运动速度计算模块、干扰鉴别与目标判断模块和干扰抑制模块,其中:
所述双载频发送接收模块,用于发射载频分别为和/>的双载频脉冲,要确保双载频混合回波信号在频域上不发生混叠,便于分离,接收到双载频混合回波之后经频域滤波后形成两路通道,然后进行下变频处理和匹配滤波处理,获得两路回波数据/>和;
所述运动速度计算模块,用于利用回波数据、/>在脉间做FFT估计回波中信号的多普勒频率,并根据/>换算为运动速度,其中/>表示多普勒频率,/>表示雷达工作波长,/>表示光速,/>表示雷达工作频率,/>表示运动速度;
所述干扰鉴别与目标判断模块,用于对比两路回波数据、/>估计出的运动目标速度,其中速度一致的为真目标速度,速度不一致的为假目标速度;
所述干扰抑制模块,用于根据真目标速度设置速度维滤波器,对两路回波数据进行滤波,对滤波后的数据进行加权求和,即可实现对真目标的检测和对假目标的抑制。
本发明的一个实施例中,所述双载频发送接收模块具体执行如下操作:
假设有一部P波段雷达,发射两个载频分别为500 MHz和1000 MHz的相参脉冲串,根据雷达测速原理可知,目标的多普勒频率受到自身速度以及雷达发射脉冲载频的影响,因此双载频脉冲所测得的多普勒频率是不同且呈比例的,该比例取决于双载频的比例;但干扰机产生速度欺骗假目标干扰的方式是对截获的雷达脉冲进行多普勒频率调制,该调制方式所用的多普勒频率往往是固定的;
假设距离处有一个速度为/>的目标,第/>个脉冲重复周期接收到的目标回波经过匹配滤波后为:
(1)
其中,为第/>个脉冲重复周期接收到的目标回波的幅度,/>为发射信号的包络,/>是脉冲重复周期,/>为光速;
经下变频处理之后,回波为:
(2)
其中,为雷达工作波长,/>为目标多普勒频率;
假设存在一个速度假目标干扰,生成方式是对雷达回波进行一个多普勒调制,其大小为,即:
(3)
同理,经下变频处理后,回波为:
(4)
综上所述,目标信号相邻脉冲间存在的相位差为,可得双载频中目标的多普勒导向矢量分别为:
(5)
(6)
其中,和/>分别代表两路回波中目标速度对应的多普勒频率,/>表示矩阵转置运算;同理可得干扰的多普勒矢量分别为:
(7)
(8)假设发射/>个脉冲,双载频脉冲混合回波经过频域滤波器分离,再经过下变频和匹配滤波处理后,得到两路回波数据,分别为:
(9)
(10)
其中,表示高斯白噪声矩阵。
本发明的一个实施例中,所述运动速度计算模块具体执行如下操作:
得到两路回波数据、/>后,对两路数据在脉冲间做FFT,对频谱取峰值即可获取回波内所有信号的多普勒频率,假设载频为/>的脉冲串估计出的两个多普勒频率为和/>,换算成速度为/>和/>;
同理可得载频为的脉冲串估计出的速度为/>和/>。
本发明的一个实施例中,所述干扰鉴别与目标判断模块具体执行如下操作:
对两路回波数据、/>估计出的运动速度进行对比;步骤2分别得到了两路回波数据估计出的目标速度,其中,/>代表的干扰机对信号做的多普勒频率调制大小,由于双脉冲是同时发射,同时受到干扰机调制,因此两路回波数据中干扰信号相对于目标信号的多普勒频率偏移量是固定的;但对于不同的载频,多普勒频率偏移量带来的速度偏移是不同的,因此两路回波数据中假目标信号的速度是不一样的;因此,将两路回波数据估计出的速度进行对比即可鉴别是真假目标,速度一致的是真目标,速度不同的是假目标。
本发明的一个实施例中,所述干扰干扰抑制模块具体执行如下操作:
构建速度维滤波器进行滤波,设获得的真目标的运动速度为,获取真目标的运动速度后,在速度维以真目标速度构建一个辛格滤波器/>,其中/>表示整个速度区间,用该滤波器对两路回波数据进行滤波,对滤波后的数据进行加权求和,即可实现对真目标的检测和对假目标的抑制。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,具有如下有益效果:
本发明通过提供一种基于双载频脉冲的速度假目标抑制方法,首先发射有一定的频率间隔的双载频脉冲,接收到双载频混合回波后通过频域滤波器将双载频脉冲混合回波在频域分离形成两路通道,然后进行下变频处理和匹配滤波处理,获得两路回波数据;然后对两路回波数据在脉冲间做FFT获取回波内信号的多普勒频率,并根据换算为运动速度;然后对比两路回波数据分别估计出的运动目标速度来鉴别真假目标,其中速度一致的是真目标,速度不一致的是假目标;最后根据真目标速度设置速度维滤波器,对两路回波数据进行滤波,然后对滤波后的数据进行加权求和,即可实现对真目标的检测和对假目标的抑制。该方法运用的算法都是目前已经实际运用的算法,计算量小,实施步骤精简,具有良好的工程实用价值。
附图说明
图1是本发明实施例中基于双载频脉冲的速度假目标抑制方法的流程示意图;
图2是本发明实施例中基于双载频脉冲的速度假目标抑制装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图 1 所示,本发明提供了一种基于双载频脉冲的速度假目标抑制方法,包括如下步骤:
步骤1:发射载频分别为和/>的双载频脉冲,要求载频差大于雷达发射信号带宽,确保双载频混合回波信号在频域上不发生混叠,便于分离,接收到双载频混合回波之后经频域滤波后形成两路通道,然后进行下变频处理和匹配滤波处理,获得两路回波数据和/>;
具体地,发射两个载频分别为和/>的相参脉冲串,根据雷达测速原理可知,目标的多普勒频率受到自身速度以及雷达发射脉冲载频的影响,因此两路回波数据所测得的多普勒频率是不同且呈比例的,该比例取决于双载频的比例;但干扰机产生速度欺骗假目标干扰的方式是对截获的雷达脉冲进行多普勒频率调制,该调制方式所用的多普勒频率往往是固定的;
假设距离处有一个速度为/>的目标,第/>个脉冲重复周期接收到的目标回波经过匹配滤波后为:
(1)
其中,为第/>个脉冲重复周期接收到的目标回波的幅度,/>为发射信号的包络,/>是脉冲重复周期,/>为光速;
经下变频处理之后,回波为:
(2)
其中,为雷达工作波长,/>为多普勒频率;
假设存在一个速度假目标干扰,生成方式是对雷达回波进行一个多普勒调制,其大小为,即:
(3)
同理,经下变频处理后,回波为:
(4)
综上所述,目标信号相邻脉冲间存在的相位差为,可得两路回波数据中目标的多普勒导向矢量分别为:
(5)
(6)
其中,和/>分别代表两路回波中目标速度对应的多普勒频率,/>表示矩阵转置运算;同理可得干扰的多普勒矢量分别为:
(7)
(8)
假设发射个脉冲,双载频脉冲混合回波经过频域滤波器分离,再经过下变频和匹配滤波处理后,得到两路回波数据,分别为:
(9)
(10)
其中,表示高斯白噪声矩阵。
步骤2:利用回波数据、/>分别在脉冲间做FFT获取回波内信号的多普勒频率,并根据/>换算为运动速度,其中/>表示多普勒频率,/>表示雷达工作波长,/>表示光速,/>表示雷达工作频率,/>表示运动速度;
具体地,得到两路回波数据、/>后,对两路数据在脉冲间做FFT,对频谱取峰值即可获取回波内所有信号的多普勒频率,假设载频为/>的脉冲串估计出的两个多普勒频率为/>和/>,换算成速度为/>和/>;
同理可得载频为的脉冲串估计出的速度为/>和/>。
步骤3:对比两路回波数据、/>分别估计出的运动目标速度,其中速度一致的为真目标,速度不一致的为假目标;
具体地,对两路回波数据估计出的运动速度进行对比。对两路回波数据、估计出的运动速度进行对比;步骤2分别得到了两路回波数据估计出的目标速度,其中,/>代表的干扰机对信号做的多普勒频率调制大小,由于双脉冲是同时发射,同时受到干扰机调制,因此两路回波数据中干扰信号相对于目标信号的多普勒频率偏移量是固定的;但对于不同的载频,多普勒频率偏移量带来的速度偏移是不同的,因此两路回波数据中假目标信号的速度是不一样的;因此,将两路回波数据估计出的速度进行对比即可鉴别是真假目标,速度一致的是真目标,速度不同的是假目标。
步骤4:根据真目标速度设置速度维滤波器,对两路回波数据进行滤波,然后对滤波后的数据进行加权求和,即可实现对真目标的检测和对假目标的抑制;
具体地,构建速度维滤波器进行滤波,设获得的真目标的运动速度为,获取真目标的运动速度后,在速度维以真目标速度构建一个辛格滤波器/>,其中,/>表示整个速度区间,用该滤波器对两路回波数据进行滤波,对滤波后的数据进行加权求和,即可实现对真目标的检测和对假目标的抑制。
进一步地,如图2所示,本发明还提供了一种基于双载频脉冲的速度假目标抑制装置,包括双载频发送接收模块、运动速度计算模块、干扰鉴别与目标判断模块和干扰抑制模块,其中:
所述双载频发送接收模块,用于发射载频分别为和/>的双载频脉冲,要求载频差大于雷达发射信号带宽,确保双载频混合回波信号在频域上不发生混叠,便于分离,接收到双载频混合回波之后经频域滤波后形成两路通道,然后进行下变频处理和匹配滤波处理,获得两路回波数据/>和/>;
所述运动速度计算模块,用于利用回波数据、/>在脉间做FFT估计回波中信号的多普勒频率,并根据/>换算为运动速度,其中/>表示多普勒频率,/>表示雷达工作波长,/>表示光速,/>表示雷达工作频率,/>表示运动速度;
所述干扰鉴别与目标判断模块,用于对比两路回波数据、/>分别估计出的运动目标速度,其中速度一致的为真目标速度,速度不一致的为假目标速度;
所述干扰抑制模块,用于根据真目标速度设置速度维滤波器,对两路回波数据进行滤波,对滤波后的数据进行加权求和,即可实现对真目标的检测和对假目标的抑制。
干扰抑制模块进一步地,所述双载频发送接收模块具体执行如下操作:
发射两个载频分别为和/>的相参脉冲串,根据雷达测速原理/>可知,目标的多普勒频率受到自身速度以及雷达发射脉冲载频的影响,因此两路回波数据所测得的多普勒频率是不同且呈比例的,该比例取决于两路发射脉冲串载频的比例;但干扰机产生速度欺骗假目标干扰的方式是对截获的雷达脉冲进行多普勒频率调制,该调制方式所用的多普勒频率往往是固定的;
假设距离处有一个速度为/>的目标,第/>个脉冲重复周期接收到的目标回波经过匹配滤波后为:
(1)
其中,为第/>个脉冲重复周期接收到的目标回波的幅度,/>为发射信号的包络,/>是脉冲重复周期,/>为光速;
经下变频处理之后,回波为:
(2)
其中,为雷达工作波长,/>为目标多普勒频率;
假设存在一个速度假目标干扰,生成方式是对雷达回波进行一个多普勒调制,其大小为,即:
(3)
同理,经下变频处理后,回波为:
(4)
综上所述,目标信号相邻脉冲间存在的相位差为,可得两路回波数据中目标的多普勒导向矢量分别为:
(5)
(6)
其中,和/>分别代表两路回波中目标速度对应的多普勒频率,/>表示矩阵转置运算;同理可得干扰的多普勒矢量分别为:
(7)
(8)
假设发射个脉冲,双载频脉冲混合回波经过频域滤波器分离,再经过下变频和匹配滤波处理后,得到两路回波数据,分别为:
(9)
(10)
其中,表示高斯白噪声矩阵。
进一步地,所述运动速度计算模块具体执行如下操作:
得到两路回波数据、/>后,对两路数据在脉冲间做FFT,对频谱取峰值即可获取回波内所有信号的多普勒频率,假设载频为/>的脉冲串估计出的两个多普勒频率为和/>,换算成速度为/>和/>;
同理可得载频为的脉冲串估计出的速度为/>和/>。
进一步地,所述干扰鉴别与目标判断模块具体执行如下操作:
对两路回波数据、/>估计出的运动速度进行对比;步骤2分别得到了两路回波数据估计出的目标速度,其中,/>代表的干扰机对信号做的多普勒频率调制大小,由于双脉冲是同时发射,同时受到干扰机调制,因此两路回波数据中干扰信号相对于目标信号的多普勒频率偏移量是固定的;但对于不同的载频,多普勒频率偏移量带来的速度偏移是不同的,因此两路回波数据中假目标信号的速度是不一样的;因此,将两路回波数据估计出的速度进行对比即可鉴别是真假目标,速度一致的是真目标,速度不同的是假目标。
进一步地,所述干扰抑制模块具体执行如下操作:
构建速度维滤波器进行滤波,设获得的真目标的运动速度为,获取真目标的运动速度后,在速度维以真目标速度/>构建一个辛格滤波器/>,其中,/>表示整个速度区间,用该滤波器对两路回波数据进行滤波,对滤波后的数据进行加权求和,即可实现对真目标的检测和对假目标的抑制。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于双载频脉冲的速度假目标抑制方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:发射载频分别为和/>的双载频脉冲,要求载频差大于雷达发射信号带宽,确保双载频混合回波信号在频域上不发生混叠,便于分离,接收到双载频混合回波之后经频域滤波后形成两路通道,然后进行下变频处理和匹配滤波处理,获得两路回波数据/>和;
步骤2:利用回波数据、/> 在脉冲间做FFT获取回波内信号的多普勒频率,并根据/>换算为运动速度,其中/>表示多普勒频率,/>表示雷达工作波长,/>表示光速,/>表示雷达工作频率,/>表示运动速度;
步骤3:对比两路回波数据、/>分别估计出的运动目标速度,其中速度一致的为真目标速度,速度不一致的为假目标速度;
步骤4:根据真目标的运动速度设置速度维滤波器,对两路回波数据进行滤波,然后对滤波后的数据进行加权求和,即可实现对真目标的检测和对假目标的抑制。
2.如权利要求1所述的基于双载频脉冲的速度假目标抑制方法,其特征在于,所述步骤1具体包括:
发射两个载频分别为和/>的相参脉冲串,根据雷达测速原理/>可知,目标的多普勒频率受到自身速度以及雷达发射脉冲载频的影响,因此两路回波数据所测得的多普勒频率是不同且呈比例的,该比例取决于两路发射脉冲串载频的比例;但干扰机产生速度欺骗假目标干扰的方式是对截获的雷达脉冲进行多普勒频率调制,该调制方式所用的多普勒频率往往是固定的;
假设距离处有一个速度为/>的目标,第/>个脉冲重复周期接收到的目标回波经过匹配滤波后为:
(1)
其中,为第/>个脉冲重复周期接收到的目标回波的幅度,/>为发射信号的包络,/>是脉冲重复周期,/>为光速;
经下变频处理之后,回波为:
(2)
其中,为雷达工作波长,/>为目标多普勒频率;
假设存在一个速度假目标干扰,生成方式是对雷达回波进行一个多普勒调制,其大小为,即:
(3)
同理,经下变频处理后,回波为:
(4)
综上所述,目标信号相邻脉冲间存在的相位差为,可得两路回波数据中目标的多普勒导向矢量分别为:
(5)
(6)
其中,和/>分别代表两路回波中目标速度对应的多普勒频率,/>表示矩阵转置运算;同理可得干扰的多普勒矢量分别为:
(7)
(8)
假设发射个脉冲,双载频脉冲混合回波经过频域滤波器分离,再经过下变频和匹配滤波处理后,得到两路回波数据,分别为:
(9)
(10)
其中,表示高斯白噪声矩阵。
3.如权利要求2所述的基于双载频脉冲的速度假目标抑制方法,其特征在于,所述步骤2具体包括:
得到两路回波数据、/>后,对两路数据在脉冲间做FFT,对频谱取峰值即可获取回波内所有信号的多普勒频率,假设载频为/>的脉冲串估计出的两个多普勒频率为/>和/>,换算成速度为/>和/>;
同理可得载频为的脉冲串估计出的速度为/>和/>。
4.如权利要求3所述的基于双载频脉冲的速度假目标抑制方法,其特征在于,所述步骤3具体包括:
对两路回波数据、/>估计出的运动速度进行对比;步骤2分别得到了两路回波数据估计出的目标速度,其中,/>代表的干扰机对信号做的多普勒频率调制大小,由于双脉冲是同时发射,同时受到干扰机调制,因此两路回波数据中干扰信号相对于目标信号的多普勒频率偏移量是固定的;但对于不同的载频,多普勒频率偏移量带来的速度偏移是不同的,因此两路回波数据中假目标信号的速度是不一样的;因此,将两路回波数据估计出的速度进行对比即可鉴别是真假目标,速度一致的是真目标,速度不同的是假目标。
5.如权利要求4所述的基于双载频脉冲的速度假目标抑制方法,其特征在于,所述步骤4具体包括:
构建速度维滤波器进行滤波,设获得的真目标的运动速度为,获取真目标的运动速度后,在速度维以真目标速度构建一个辛格滤波器/>,其中/>表示整个速度区间,用该滤波器对两路回波数据进行滤波,对滤波后的数据进行加权求和,即可实现对真目标的检测和对假目标的抑制。
6.一种基于双载频脉冲的速度假目标抑制装置,其特征在于,包括双载频发送接收模块、运动速度计算模块、干扰鉴别与目标判断模块和干扰抑制模块,其中:
所述双载频发送接收模块,用于发射载频分别为和/>的双载频脉冲,要求载频差大于雷达发射信号带宽,确保双载频混合回波信号在频域上不发生混叠,便于分离,接收到双载频混合回波之后经频域滤波后形成两路通道,然后进行下变频处理和匹配滤波处理,获得两路回波数据/>和/>;
所述运动速度计算模块,用于利用回波数据、/>在脉间做FFT估计回波中信号的多普勒频率,并根据/>换算为运动速度,其中/>表示多普勒频率,/>表示雷达工作波长,/>表示光速,/>表示雷达工作频率,/>表示运动速度;
所述干扰鉴别与目标判断模块,用于对比两路回波数据、/>估计出的运动目标速度,其中速度一致的为真目标速度,速度不一致的为假目标速度;
所述干扰抑制模块,用于根据真目标速度设置速度维滤波器,对两路回波数据进行滤波,对滤波后的数据进行加权求和,即可实现对真目标的检测和对假目标的抑制。
7.如权利要求6所述的基于双载频脉冲的速度假目标抑制装置,其特征在于,所述双载频发送接收模块具体执行如下操作:
发射两个载频分别为和/>的相参脉冲串,根据雷达测速原理/>可知,目标的多普勒频率受到自身速度以及雷达发射脉冲载频的影响,因此两路回波数据所测得的多普勒频率是不同且呈比例的,该比例取决于两路发射脉冲串载频的比例;但干扰机产生速度欺骗假目标干扰的方式是对截获的雷达脉冲进行多普勒频率调制,该调制方式所用的多普勒频率往往是固定的;
假设距离处有一个速度为/>的目标,第/>个脉冲重复周期接收到的目标回波为经过匹配滤波后:
(1)
其中,为第/>个脉冲重复周期接收到的目标回波的幅度,/>为发射信号的包络,/>是脉冲重复周期,/>为光速;
经下变频处理之后,回波为:
(2)
其中,为雷达工作波长,/>为目标多普勒频率;
假设存在一个速度假目标干扰,生成方式是对雷达回波进行一个多普勒调制,其大小为,即:
(3)
同理,经下变频处理后,回波为:
(4)
综上所述,目标信号相邻脉冲间存在的相位差为,
可得两路回波数据中目标的多普勒导向矢量分别为:
(5)
(6)
其中,和/>分别代表两路回波中目标速度对应的多普勒频率,/>表示矩阵转置运算;同理可得干扰的多普勒矢量分别为:
(7)
(8)
假设发射个脉冲,双载频脉冲混合回波经过频域滤波器分离,再经过下变频和匹配滤波处理后,得到两路回波数据,分别为:
(9)
(10)
其中,表示高斯白噪声矩阵。
8.如权利要求7所述的基于双载频脉冲的速度假目标抑制装置,其特征在于,所述运动速度计算模块具体执行如下操作:
得到两路回波数据、/>后,对两路数据在脉冲间做FFT,对频谱取峰值即可获取回波内所有信号的多普勒频率,假设载频为/>的脉冲串估计出的两个多普勒频率为f d1和f d1 +/>,换算成速度为/>和/>;
同理可得载频为的脉冲串估计出的速度为/>和/>。
9.如权利要求8所述的基于双载频脉冲的速度假目标抑制装置,其特征在于,所述干扰鉴别与目标判断模块具体执行如下操作:
对两路回波数据、/>估计出的运动速度进行对比;步骤2分别得到了两路回波数据估计出的目标速度,其中,/>代表的干扰机对信号做的多普勒频率调制大小,由于双脉冲是同时发射,同时受到干扰机调制,因此两路回波数据中干扰信号相对于目标信号的多普勒频率偏移量是固定的;但对于不同的载频,多普勒频率偏移量带来的速度偏移是不同的,因此两路回波数据中假目标信号的速度是不一样的;因此,将两路回波数据估计出的速度进行对比即可鉴别是真假目标,速度一致的是真目标,速度不同的是假目标。
10.如权利要求9所述的基于双载频脉冲的速度假目标抑制装置,其特征在于,所述干扰抑制模块具体执行如下操作:
构建速度维滤波器进行滤波,设获得的真目标的运动速度为,获取真目标的运动速度后,在速度维以真目标速度/>构建一个辛格滤波器/>,其中/>表示整个速度区间,用该滤波器对两路回波数据进行滤波,对滤波后的数据进行加权求和,即可实现对真目标的检测和对假目标的抑制。
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