基于预脉冲间处理的雷达压缩采样方法及系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于预脉冲间处理的雷达压缩采样方法及系统，属于雷达信号处 理技术领域。
【背景技术】
[0002] 传统的雷达压缩采样系统基于模拟-信息转换器（Analog to Information Converter，AIC)。首先用一个模拟伪随机序列对模拟信号进行混频，然后将混频后的信号 通过一个低通滤波器，之后用低速模/数转换器（Analog to Digital Converter，ADC)对 滤波后信号进行欠采样，最后将混频与低通滤波的等效矩阵与稀疏矩阵的乘积作为观测矩 阵，用压缩感知的重构算法从欠采样信号中恢复出原信号。
[0003] Guangming Shi针对雷达信号压缩采样提出了一种波形匹配（Waveform Match， WM)稀疏字典。WM稀疏字典矩阵可以视作是由一系列具有不同时延的发射脉冲所形成的列 向量构成的矩阵。可以看出，这与发送信号的自相关矩阵非常相似。实际上，雷达信号的压 缩采样与重构，可以视为对信号同时进行采样与脉冲压缩。在WM字典下，压缩重构的目标 信号就是雷达信号进行脉冲压缩的结果。
[0004] 在压缩采样理论中，进行可靠恢复所需的样本数量是由重构信号的稀疏度和长度 决定的。当重构信号的长度为N，稀疏度为K时，从压缩采样信号中可靠地恢复出原信号所 需的样本数量为：CKlog(N/K)，其中C为正的经验参数。可以看出，在目标信号的稀疏度较 低时，压缩采样所需的最低样本数量与稀疏度几乎成正比。
[0005] 在雷达的实际环境下，回波信号中除了所要探测的目标的回波，通常还包含着大 量的由地面等障碍物反射回的杂波。杂波具有与目标回波相同的波形，因此在WM字典中也 会表现为稀疏目标。这些杂波会大大增加目标信号的稀疏度，从而严重降低雷达压缩采样 系统的采样效率。如何消除杂波对压缩采样的影响，是雷达压缩采样走向实际应用所要解 决的主要难点之一。
[0006] 传统的AIC雷达压缩采样系统将传统雷达系统的脉冲压缩与目标检测两个处理 步骤合并为压缩重构，因此在目标检测时无法利用杂波抑制与相参积累所带来的信号增 益。因此，我们需要一种新的雷达压缩采样方法，使得系统在进行压缩重构时具备杂波抑制 与相参积累所带来的增益，令雷达压缩采样技术能够在多杂波/强噪声环境下得到实际的 应用。
【发明内容】
[0007] 为了克服传统雷达压缩采样方法及系统无法利用杂波抑制与相参积累所带来的 信号增益等问题，所采取的技术方案如下：
[0008] 本发明提出了一种基于预脉冲间处理的雷达压缩采样方法及系统，所述压缩采样 方法包括：
[0009] 步骤一，用一个模拟伪随机序列对输入模拟信号进行了混频，获得混频信号；
[0010] 步骤二，利用低通滤波器对所述混频信号进行滤波，获得滤波信号；
[0011] 步骤三，利用低速ADC对输入模拟信号进行采样，获得采样数字信号；
[0012] 步骤四，利用动目标指示器（MTI)和动目标检测（MTD)对采样数字信号进行脉冲 间杂波抑制/相参积累处理；
[0013] 步骤五，利用压缩重构算法对所述步骤四中处理后的所得信号进行重构。
[0014] 优选地，所述输入模拟信号为雷达信号；所述混频信号的带宽与输入模拟信号的 带宽相同频谱能量调制到整个信号的带宽之内；所述低通滤波器的带宽与所述低速ADC的 采样频率相同；
[0015] 优选地，所述动目标指示器（MTI)采用双线延迟对消方式消除所述回波信号中的 静止杂波；所述杂波抑制/相参积累处理在所述模拟信号的脉冲维上进行；所述压缩重构 处理在所述模拟信号的距离维上进行。
[0016] 优选地，所述杂波抑制/相参积累处理针对所述模拟信号的不同条脉冲回波，对 所述不同条脉冲回波进行联合处理；所述压缩重构处理针对所述模拟信号的单条脉冲回 波，对所述单条回波中不同时间点上的分量进行处理。
[0017] 优选地，所述雷达信号的压缩采样步骤如下：
[0018] 步骤一，用一个模拟伪随机序列p(t) = {1，_1}对雷达信号x(t)进行了混频，获 得相应混频信号Xp (t) =X (t) · p (t);所述伪随机序列p (t)的带宽与雷达信号x(t)的带 宽相同；
[0019] 步骤二，利用低通滤波器h(t)对所述混频信号进行滤波，获得滤波信号Xh (t)= x(t)*h(t);所述低通滤波器h(t)的带宽为Fs = 500MHz ;
[0020] 步骤三，利用低速ADC对输入模拟信号进行采样，获得采样数字信号y(m)= xh(mA ti)；
[0021] 所述低速ADC的采样频率与低通滤波器h(t)的带宽相同，其中，At1= 1/Fs为低 速ADC采样间隔；
[0022] 步骤四，利用动目标指示器（MTI)和动目标检测（MTD)进行脉冲间杂波抑制/相 参积累处理，获得信号：
[0023] rn' (m) = Y1 (m) ~2y1+1 (m) +y1+2 (m)
[0024]
[0025] 其中，所述动目标检测的相参积累点数为L = 3 ;所述yi (m)为所述雷达信号在慢 时间维上的第1个脉冲回波Xl(t)的压缩采样结果；所述rn' (m)为对yi(m)进行二阶对 消杂波抑制处理后的结果；r' dl (m)为对yi (m)进行相参积累处理的结果；Wnl为傅里叶变 换算子；
[0026] 步骤五，利用压缩重构算法对所述步骤四中处理后的所得信号进行压缩重构处 理，得到重构信号X (η)，所述重构信号X (η)的波形与正常奈奎斯特采样的雷达信号的脉冲 压缩结果相同；重构矩阵Φ = H*P*F，其中，P为p(t)中的元素组成的对角阵，H为模拟低 通滤波器h(t)的等效卷积矩阵，F为雷达的脉冲压缩矩阵；所述雷达信号脉冲压缩点数为 I = 64〇
[0027] 优选地，所述雷达信号为线性调频信号，雷达信号脉宽为B = 2GHz ;所述雷达信号 发送点数为N = 64,脉冲发射频率为PRF = 250MHz，载波频率为Fi = 20GHz ;所述雷达信 号中包含的目标数量为K = 2,杂波数量为Kc = 4。
[0028] 优选地，所述动目标指示器（MTI)采用双线延迟对消方式消除所述回波信号中的 静止杂波；所述杂波抑制/相参积累处理在雷达信号的脉冲维上进行；所述压缩重构处理 在雷达信号的距离维上进行。所述杂波抑制/相参积累处理针对所述雷达信号的不同条脉 冲回波，对所述不同条脉冲回波进行联合处理；所述压缩重构处理针对所述雷达信号的单 条脉冲回波，对所述单条回波中不同时间点上的分量进行处理。
[0029] 优选地，一种用于实现上述方法的系统，所述系统包括解调器1、低通滤波器2、低 速ADC3、脉冲串/并转换器4、杂波抑制模块5、相参积累模块6和压缩重构模块7 ;所述解 调器1的信号输入端口即为所述系统信号输入端口，用以接收模拟输入信号；所述解调器1 的信号输出端口与所述低通滤波器2的信号输入端口相连；所述低通滤波器2的信号输出 端口与所述低速ADC3的信号输入端口相连；所述低速ADC3的信号输出端口与脉冲串/并 转换器4的信号输入端口相连；所述脉冲串/并转换器4的信号输出端口与所述杂波抑制 模块5的信号输入端口 yan相连；所述杂波抑制模块5的信号输出端口与所述相参积累 模块6的信号输入端口 Ivbn 对应相连；所述相参积累模块6的信号输出端口与所述 压缩重构模块7的信号输入端口 c相连；所述压缩重构模块7的信号输入端口 d用于接收稀 疏字典信号，所述压缩重构模块7的重构信号输出端口 e即为所述系统的信号输出端口；
[0030] 所述解调器1用于伪随机序列与输入模拟信号的混频，获得混频信号；所述低通 滤波器2用于滤除所述混频信号中的高频干扰信号；所述低速ADC3用于输入模拟信号进行 采样，获得采样数字信号；所述杂波抑制模块5与相参积累模块6结合运行，用于采样数字 信号的杂波抑制/相参积累处理；所述压缩重构模块7用于实现杂波抑制/相参积累处理 后的输出信号的压缩重构，获得重构信号。
[0031] 优选地，上述系统中所述输入模拟信号为雷达信号。
[0032] 优选地，上述系统中所述雷达信号的压缩采样步骤为：
[0033] 步骤一，用一个模拟伪随机序列p(t) = {1，_1}对雷达信号x(t)进行了混频，获 得相应混频信号Xp (t) =X (t) · p (t);所述伪随机序列p (t)的带宽与雷达信号x(t)的带 宽相同；
[0034] 步骤二，利用低通滤波器h (t)对所述混频信号进行滤波，获得滤波信号Xh (t)= x(t)*h(t);所述低通滤波器h(t)的带宽为Fs = 500MHz ;
[0035] 步骤三，利用低速ADC对输入模拟信号进行采样，获得采样数字信号y(m)= xh(mA ti)；
[0036] 所述低速ADC的采样频率与低通滤波器h(t)的带宽相同，其中，At1= 1/Fs为低 速ADC采样间隔；
[0037] 步骤四，利用动目标指示器（MTI)和动目标检测（MTD)进行脉冲间杂波抑制/相 参积累处理，获得信号：
[0038]
[0039]
[0040] 其中，所述动目标检测的相参积累点数为L = 3 ;所述yi (m)为所述雷达信号在慢 时间维上的第1个脉冲回波Xl(t)的压缩采样结果；所述rn' (m)为对yi(m)进行二阶对 消杂波抑制处理后的结果；r' dl (m)为对yi (m)进行相参积累处理的结果；Wnl为傅里叶变 换算子