本發(fā)明屬于雷達信號處理，尤其涉及雷達寬帶信號的距離對齊處理，具體涉及一種基于包絡(luò)相關(guān)的雷達信號距離對齊高效實現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：

1、寬頻帶信號的功能之一是為雷達目標識別提供了較好的基礎(chǔ)。常規(guī)窄帶雷達由于距離分辨率很低，一般目標(如飛機)呈現(xiàn)“點”目標，其波形雖然也包含一定的目標信息，但是十分粗糙。頻寬為一百多兆赫茲到幾百兆赫茲的雷達，目標回波為高距離分辨率(hrr)信號，分辨率可達亞米級，一般目標的hrr回波信號呈現(xiàn)為一維距離像。但是，寬帶信號的高距離分辨率在應(yīng)用上也會帶來一些不便，主要是脈沖間目標回波的距離走動容易使像的距離單元錯開，難以實現(xiàn)一串回波的相干積累。

2、針對高分辨距離像的越距離單元徙動，在一定條件下可以使用算法加以補救，常用算法有包絡(luò)相關(guān)法、整體相關(guān)法、最小熵法等。其中，包絡(luò)相關(guān)法和整體相關(guān)法均屬于互相關(guān)法，是以回波實包絡(luò)互相關(guān)最大為準則進行對齊，最小熵法是以回波實包絡(luò)的最小熵為準則進行對齊。包絡(luò)相關(guān)法是對相鄰兩次回波的實包絡(luò)采用互相關(guān)法以其峰值相對應(yīng)的時延作為補償。實際上雷達信號是以離散時間采樣錄取的，采樣間隔一般稍小于脈沖寬度，而包絡(luò)對齊精度要求達到1/8個距離單元，所以求互相關(guān)函數(shù)時，通常將時間離散值做8倍的插值處理，這樣可使相鄰實包絡(luò)實現(xiàn)很好的對齊，同時也無疑使算法的運算量大大提升，在工程上難以應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：

2、為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提供一種基于包絡(luò)相關(guān)的雷達信號距離對齊高效實現(xiàn)方法，用于解決采用包絡(luò)相關(guān)法對雷達寬帶信號進行距離對齊時，運算量大、處理性能不足的問題。

3、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

4、一種基于包絡(luò)相關(guān)的雷達信號距離對齊高效實現(xiàn)方法，其特征在于，包括：

5、計算同一個脈組下的每個脈沖的原始信號包絡(luò)；

6、選擇第一個脈沖作為參考脈沖，計算剩余脈沖包絡(luò)與參考脈沖包絡(luò)之間的包絡(luò)互相關(guān)；

7、獲取原始信號的包絡(luò)互相關(guān)的峰值位置；

8、對原始信號進行n倍插值，計算插值后信號的包絡(luò)；

9、獲取原始信號的包絡(luò)互相關(guān)的峰值位置在插值后對應(yīng)位置，并以該位置為中心，在左右附近n/2+1個采樣點范圍內(nèi)計算的包絡(luò)互相關(guān)；

10、獲取插值后信號的包絡(luò)互相關(guān)的峰值位置；

11、根據(jù)插值后信號的包絡(luò)互相關(guān)的峰值位置對插值后信號進行補償；

12、對補償后信號進行n倍抽取。

13、本發(fā)明進一步的技術(shù)方案：所述計算剩余脈沖包絡(luò)與參考脈沖包絡(luò)之間的包絡(luò)互相關(guān)，包括：

14、對參考脈沖包絡(luò)u1(n)做2nr-1點傅里葉變換得到u1(k),k∈[1,2nr-1]；

15、對第i剩余脈沖包絡(luò)ui(n),i∈[2,nd]做2nr-1點傅里葉變換得到ui(k),k∈[1,2nr-1]；

16、對u1與ui的共軛向量點乘運算的結(jié)果做逆傅里葉變換得到包絡(luò)互相關(guān)結(jié)果r1i,i∈[2,nd]。

17、本發(fā)明進一步的技術(shù)方案：所述獲取原始信號的包絡(luò)互相關(guān)的峰值位置，具體為：

18、通過遍歷第i剩余脈沖和參考脈沖的包絡(luò)互相關(guān)r1i獲取其峰值位置ai,ai∈[-nr+1,nr-1],i∈[2,nd]。

19、本發(fā)明進一步的技術(shù)方案：所述對原始信號進行n倍插值，計算插值后信號的包絡(luò)，具體為：

20、對原始信號si(n),n∈[1,nr],i∈[1,nd]進行傅里葉變換得到si(k),k∈[1,nr],i∈[1,nd]；

21、從si(k)的ceil(nr/2+1)處連續(xù)插入n.nr個0得到si'(k'),k'∈[1,(n+1)nr]；

22、對s'(k')進行逆傅里葉變換得到插值后信號s'(n'),n'∈[1,(n+1)nr]；

23、對s'(n')進行求模得到插值后信號包絡(luò)u'(n'),n'∈[1,(n+1)nr]。

24、本發(fā)明進一步的技術(shù)方案：所述獲取原始信號的包絡(luò)互相關(guān)的峰值位置在插值后對應(yīng)位置，并以該位置為中心，在左右附近n/2+1個采樣點范圍內(nèi)計算的包絡(luò)互相關(guān)，具體為：

25、通過包絡(luò)互相關(guān)r1i的峰值位置ai，其插值后對應(yīng)位置為a'i＝(n+1)ai，i∈[2,nd]；

26、以a'i為中心，左右附近n/2+1個采樣點范圍內(nèi)的包絡(luò)互相關(guān)結(jié)果r'1i,i∈[2,nd]由下公式得到

27、r'1i(m)＝∑u'1(n')u'i(n'-m),m∈[a'i-n/2-1,a'i+n/2+1]

28、其中，u'1為參考脈沖插值后的包絡(luò)，u'i為第i個脈沖插值后的包絡(luò)。

29、本發(fā)明進一步的技術(shù)方案：所述根據(jù)插值后信號的包絡(luò)互相關(guān)的峰值位置對插值后信號進行補償，具體為：

30、通過包絡(luò)互相關(guān)r1i'的峰值位置bi，則第i個插值后脈沖信號補償后的頻域結(jié)果xi'的可由下公式得到

31、

32、其中，si'(k)為第i個插值后脈沖信號補償前的的頻域結(jié)果，i∈[2,nd]。

33、本發(fā)明進一步的技術(shù)方案：對補償后信號進行n倍抽取，具體為：

34、截取xi'(k')的最前ceil(nr/2)個數(shù)據(jù)和最后nr-ceil(nr/2)個數(shù)據(jù)組合成xi(k),k∈[1,nr]，i∈[2,nd]；

35、對xi(k)進行逆傅里葉變換得到距離對齊后信號xi(n),n∈[1,nr]；其中nr為采樣點個數(shù)，ceil(.)表示向上取整。

36、一種計算機系統(tǒng)，其特征在于包括：一個或多個處理器，計算機可讀存儲介質(zhì)，用于存儲一個或多個程序，其中，當所述一個或多個程序被所述一個或多個處理器執(zhí)行時，使得所述一個或多個處理器實現(xiàn)上述的方法。

37、一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于存儲有計算機可執(zhí)行指令，所述指令在被執(zhí)行時用于實現(xiàn)上述的方法。

38、一種計算機程序產(chǎn)品，其特征在于包括計算機可執(zhí)行指令，所述指令在被執(zhí)行時用于實現(xiàn)上述的方法。

39、本發(fā)明的有益效果在于：

40、本發(fā)明提供的一種基于包絡(luò)相關(guān)的雷達信號距離對齊高效實現(xiàn)方法，所述方法針對互相關(guān)運算以及補償運算進行優(yōu)化，以達到提升算法處理性能的目的，包括：在頻域進行信號的插值、相關(guān)、補償和抽取運算，利用高效的科學計算庫進行加速，如fftw、openblas庫等；優(yōu)化相關(guān)運算，避免插值后完整長度的包絡(luò)互相關(guān)運算；優(yōu)化補償運算，避免插值后完整的補償系數(shù)計算，僅對最終抽取所需的采樣點進行補償。由于本發(fā)明的方法在避免了完整的插值后信號的包絡(luò)互相關(guān)和補償，因此大大降低了整個算法的計算量，進而提高了算法的處理性能。

技術(shù)特征：

1.一種基于包絡(luò)相關(guān)的雷達信號距離對齊實現(xiàn)方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于包絡(luò)相關(guān)的雷達信號距離對齊實現(xiàn)方法，其特征在于，所述計算剩余脈沖包絡(luò)與參考脈沖包絡(luò)之間的包絡(luò)互相關(guān)，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于包絡(luò)相關(guān)的雷達信號距離對齊實現(xiàn)方法，其特征在于，所述獲取原始信號的包絡(luò)互相關(guān)的峰值位置，具體為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于包絡(luò)相關(guān)的雷達信號距離對齊實現(xiàn)方法，其特征在于，所述對原始信號進行n倍插值，計算插值后信號的包絡(luò)，具體為：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種基于包絡(luò)相關(guān)的雷達信號距離對齊實現(xiàn)方法，其特征在于，所述獲取原始信號的包絡(luò)互相關(guān)的峰值位置在插值后對應(yīng)位置，并以該位置為中心，在左右附近n/2+1個采樣點范圍內(nèi)計算的包絡(luò)互相關(guān)，具體為：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種基于包絡(luò)相關(guān)的雷達信號距離對齊實現(xiàn)方法，其特征在于，所述根據(jù)插值后信號的包絡(luò)互相關(guān)的峰值位置對插值后信號進行補償，具體為：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種基于包絡(luò)相關(guān)的雷達信號距離對齊實現(xiàn)方法，其特征在于，對補償后信號進行n倍抽取，具體為：

8.一種計算機系統(tǒng)，其特征在于包括：一個或多個處理器，計算機可讀存儲介質(zhì)，用于存儲一個或多個程序，其中，當所述一個或多個程序被所述一個或多個處理器執(zhí)行時，使得所述一個或多個處理器實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的方法。

9.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于存儲有計算機可執(zhí)行指令，所述指令在被執(zhí)行時用于實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的方法。

10.一種計算機程序產(chǎn)品，其特征在于包括計算機可執(zhí)行指令，所述指令在被執(zhí)行時用于實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種基于包絡(luò)相關(guān)的雷達信號距離對齊實現(xiàn)方法，屬于雷達信號處理技術(shù)領(lǐng)域。包括：計算同一個脈組下的每個脈沖的原始信號包絡(luò)；計算原始信號包絡(luò)之間的包絡(luò)互相關(guān)；獲取原始信號的包絡(luò)互相關(guān)的峰值位置；對原始信號進行N倍插值，計算插值后信號的包絡(luò)；獲取原始信號的包絡(luò)互相關(guān)的峰值位置在插值后對應(yīng)位置，并以該位置為中心，在左右附近N/2+1個采樣點范圍內(nèi)計算的包絡(luò)互相關(guān)；獲取插值后信號的包絡(luò)互相關(guān)的峰值位置；根據(jù)插值后信號的包絡(luò)互相關(guān)的峰值位置對插值后信號進行補償；對補償后信號進行N倍抽取。解決了基于包絡(luò)相關(guān)的寬帶雷達信號距離對齊處理中，由于計算量過大導致處理性能低的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：左林虎,韓超壘,王謙,姚璐,黨曉方
受保護的技術(shù)使用者：西安電子工程研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19