相參捷變頻雷達雜波抑制方法及系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及雷達信號處理技術領域，可應用于相參捷變頻雷達中，信號的雜波抑 制與目標檢測。
【背景技術】
[0002] 發射脈沖間的頻率捷變是一種重要的雷達抗干擾手段。對于雷達偵察機和干擾機 而言，被偵察雷達的工作頻率是其最關心的一項技術參數。只有準確的了解了被偵察雷達 的工作頻率，才能夠有效的進行定位、壓制和欺騙。從另一個方面來看，通過在脈沖間不斷 的改變發射頻率，雷達可以有效的欺騙和干擾偵察機的工作，從而實現不容易被偵察，測量 和干擾的目的。頻率捷變一直以來被認為是最有效的雷達抗干擾手段。
[0003] 捷變頻雷達就是利用這一原理，在發射脈沖間不斷地改變工作頻率，來實現反偵 察、抗干擾能的一類雷達。早期的捷變頻雷達由于接收機技術的限制，通常工作于非相參狀 態。非相參捷變頻通常采用直接將檢波后的信號包絡相加來實現目標檢測。由于非相參捷 變頻雷達的接收機無法利用從目標反射回來的信號的相位信息，難以獲得現代雷達所具有 的相參積累，運動目標處理，高分辨合成帶寬/孔徑成像的能力，很難繼續適應現代雷達技 術的發展。
[0004] 相參捷變頻雷達，就是既要在脈沖間實現雷達工作頻率快速捷變，也就是說，當前 脈沖和下一個脈沖的工作頻率是不一樣的，又要能夠有效的獲取反射信號的相位信息。這 種雷達一方面具有了傳統捷變頻雷達優異的反偵察、抗干擾能力，又可以利用信號的相位 實現相參積累，運動目標處理，高分辨成像的能力，具有非常高的應用價值。
[0005] 相參捷變頻雷達在雷達探測和電子對抗中具有重要的意義。在雷達理論與雷 達技術中，相參處理的一個重要價值在于可以對接收的信號進行運動目標處理，例如運 動目標指示（Moving Target Indication, MTI)技術和運動目標檢測（Moving Target Detection，MTD)技術，均可以很好的將雷達接收到的回波信號中，來抑制靜止目標的回波 (雜波），剩下來自運動目標的回波，從而達到提高信雜比，達到提高運動目標探測能力的 目的。
[0006] 在現有技術中，對雷達抗干擾的技術主要包括：
[0007] 1，動目標顯示（MTI)技術。MTI雷達利用動目標回波的多普勒頻移來區分動目標 和固定目標。在MTI結構的雷達中，射頻振蕩器向發射脈沖的脈沖放大器饋送能量。同時， 射頻振蕩器還作為確定回波信號相位的相位基準。在發射脈沖的間隔時間內，相位信息儲 存在脈沖重復間隔（PRI)存儲器中，并且還與前一個發射脈沖的相位信息相減。只有當回 波信號為動目標回波時，減法器才有輸出。MTI的相參處理是基于不同周期回波間的相位相 關性，而頻率捷變則破壞了種相關性，造成雜波抑制性能的較大損失，因此在既采用頻率 捷變技術又采用MTI濾波的相參處理雷達中會出現兩者不兼容的矛盾。
[0008] 2,動目標檢測（MTD)技術。基于MTI原理，在MTD中，信號處理機使用若干個并行 的多普勒濾波器，濾波器不同的通帶可以用來檢測不同運動速度的目標。在現代雷達中，通 過這些處理方法，實現一個完整的信號處理系統，從而獲得良好的雜波抑制。對MTD相參雷 達來說，為了獲得運動目標的速度信息，必須測出不同速度目標的回波信號相對于發射信 號的相位變化值，運動目標回波的相位由于多普勒效應產生，同時也與發射信號的載頻相 關。在頻率捷變雷達中，由于相鄰脈沖的載頻不同，這就使相同速度的目標在不同載頻情況 下的回波相位也發生變化，因而不能很好檢測運動目標的速度。
[0009] 3,脈沖成組捷變的雜波抑制技術。脈沖成組捷變是指發射一組頻率相同的脈沖 后，再跳到新的頻率上發射另一組脈沖。對于成組捷變的方式，雜波抑制及動目標檢測需 要在脈沖組內進行，由于組內脈沖頻率相同，可以進行相參處理及雜波抑制。然而，采用這 種方式的雷達系統，組內脈沖的個數限制了相參積累的脈沖個數，而當組內脈沖過多時，會 影響雷達的頻率捷變性能，增加雷達系統被偵察干擾機截獲和跟蹤的概率，使雷達系統抗 干擾性能下降。
【發明內容】
[0010] 本發明旨在至少解決上述技術問題之一。
[0011] 為此，本發明的目的在于提出一種相參捷變頻雷達雜波抑制算法和系統，能夠抑 制相參捷變頻雷達回波信號中的來之靜止物體反射的雜波能量，同時積累來自運動目標的 能量，從而實現相參捷變頻雷達對運動目標的檢測。
[0012] 為了實現上述目的，本發明的第一方面的實施例公開了一種相參捷變頻雷達雜波 抑制算法，包括以下步驟：
[0013] 步驟1將要進行雜波抑制和相參積累的雷達基帶回波信號排列成回波信號矩陣；
[0014] 步驟2通過計算所述矩陣，抑制所述回波信號中的雜波分量，保留運動目標的信 號分量；
[0015] 步驟3將雜波抑制后的回波信號進行相參積累。
[0016] 根據本發明實施例的相參捷變頻雷達雜波抑制算法，算法可以有效的抑制雜波能 量，從而避免了在低信噪比情況下，雜波的"旁瓣平臺"掩蓋運動目標，造成目標漏檢；可以 在檢測運動目標的同時，獲得目標的徑向運動速度信息，同時得到目標的高分辨距離像，從 而實現目標的速度、距離同時高分辨探測；第三，計算量較低。
[0017] 另外，根據本發明上述實施例的相參捷變頻雷達雜波抑制算法還可以具有如下附 加的技術特征：
[0018] 進一步地，在步驟1中，具體實現方式為，將一個相參積累間隔中，不同脈沖的回 波采樣數據排列成一個矩陣，所述矩陣的行數等于脈沖個數，矩陣的列數等于每個脈沖的 采樣點個數。
[0019] 進一步地，在步驟2中，具體包括以下步驟：
[0020] 步驟2. 1根據雷達天線的指標參數與運動狀態、回波數據，計算得到需要抑制的 雜波所對應的反射體速度范圍；
[0021] 步驟2. 2根據相參捷變頻雷達的波形參數和所述雜波所對應的反射體速度范圍， 計算得到雜波抑制矩陣；
[0022] 步驟2. 3通過對所述雜波抑制矩陣進行乘法計算，抑制回波信號中的雜波分量。
[0023] 進一步地，在步驟3中，具體包括以下步驟：
[0024] 步驟3. 1根據運動目標的速度，計算生成速度補償向量，采用舉證哈達馬積的方 式，補償目標速度引入的信號相位；
[0025] 步驟3. 2將速度補償后的不同脈沖的回波信號進行相參積累。
[0026] 進一步地，在步驟2. 1中，設定所述雜波對應反射體速度范圍，具體包括根據雷達 及環境的相關參數，假定來自相對雷達天線徑向速度在[Vmin，vma X]區間內的反射體的回 波信號為雜波。
[0027] 進一步地，在步驟2. 2中，所述雜波抑制矩陣的計算包括以下步驟：
[0028] 步驟2. 2. 1初始化雜波流形矩陣R
[0029] 構造一 N行，LXM列的全零矩陣R，其中，L和M的計算方式如下：
[0030] M = ( AF/Af)+1
[0031] 其中，計算相參積累的所有脈沖的工作頻率中任意兩個所述工作頻率差值，AF為 取所述差值的最大值，Af?為取所述差值的最小公約數；
[0032] L = ceil[(vmax-vmin)/Av]
[0033] 其中，Av = c ? f/fd，vmax是需要抑制的雜波對應的