用于多维域编码雷达的解速度模糊方法及装置

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，具体地，涉及一种用于多维域编码雷达的解速度模糊方法及装置。

背景技术

MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出）雷达的发射端由多个发射天线组成，每个发射天线需要发射相互正交的波形，随后在接收端对回波数据进行处理，以获得目标的位置，角度速度等信息。因此各发射波形的正交性极大的影响了MIMO雷达的性能。多维域编码雷达基于多普勒分多址技术(Doppler division multiple access,DDMA)，为每个阵元发射脉冲添加了不同的初始相位，使得各阵元信号能够分布在不同的频带，在频域实现波形的正交性，然而DDMA雷达的一大缺陷便是其可探测的最大无模糊速度为普通MIMO雷达的1/M，因此基于DDMA的多维域编码雷达更容易出现速度模糊。

Yuliang Sun等人在其发表的论文“Enhancing Unambiguous Velocity inDoppler-Division Multiplexing MIMO Radar”中提出了一种DDMA雷达最大无模糊速度提升方法，其通过在每个发射天线引入额外的多普勒偏移，使得各个阵元脉冲的频谱在距离-多普勒平面上不对称，随后通过在多普勒域找峰值差的顺序来解速度模糊。基于上述引入额外的多普勒偏移，随后计算频谱峰值相对距离的方法过于理想，在各通道间存在幅相误差时，各个阵元的发射信号的峰值及多普勒频带都会变得不稳定，因此上述方法在非理想条件下将会失效。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种用于多维域编码雷达的解速度模糊方法及装置。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种用于多维域编码雷达的解速度模糊方法，所述方法包括：

对多维域编码雷达的接收阵元接收到的目标处的回波信号进行下变频处理，得到下变频后的所述回波信号；

根据下变频后的所述回波信号对所述多维域编码雷达的发射阵元的慢时间发射编码进行补偿，得到补偿信号；

当所述补偿信号移动至零频时，对所述补偿信号进行处理，得到分离信号向量；

根据所述分离信号向量和预先构建的虚拟误差补偿矢量得到多普勒模糊数；

根据所述多普勒模糊数和所述目标的模糊多普勒频率得到所述目标的真实多普勒频率，以解所述目标的速度模糊。

可选地，所述当所述补偿信号移动至零频时，对所述补偿信号进行处理，得到分离信号向量，包括：

当所述补偿信号移动至零频时，对所述补偿信号进行滤波处理，得到分离出的发射信号；

将所述多维域编码雷达中各个发射阵元和各个接收阵元对应的分离出的发射信号进行堆叠，得到所述分离信号向量。

可选地，预先构建的所述虚拟误差补偿矢量表示如下：

；

其中，

可选地，所述多普勒模糊数表示如下：

；

其中，

可选地，所述多维域编码雷达的第

；

其中，

可选地，所述多维域编码雷达的第

；

其中，

可选地，下变频后的所述回波信号表示如下：

；

其中，

可选地，第

；

其中，

可选地，当所述第

；

其中，

根据本发明实施例的第二方面，提供一种用于多维域编码雷达的解速度模糊装置，所述装置包括：

信号获取模块，用于对多维域编码雷达的接收阵元接收到的目标处的回波信号进行下变频处理，得到下变频后的所述回波信号；

信号补偿模块，用于根据下变频后的所述回波信号对所述多维域编码雷达的发射阵元的慢时间发射编码进行补偿，得到补偿信号；

信号处理模块，用于当所述补偿信号移动至零频时，对所述补偿信号进行处理，得到分离信号向量；

模糊数获取模块，用于根据所述分离信号向量和预先构建的虚拟误差补偿矢量得到多普勒模糊数；

解速度模糊模块，用于根据所述多普勒模糊数和所述目标的模糊多普勒频率得到所述目标的真实多普勒频率，以解所述目标的速度模糊。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

在上述技术方案中，对多维域编码雷达的接收阵元接收到的目标处的回波信号进行下变频处理，得到下变频后的回波信号；根据下变频后的回波信号对多维域编码雷达的发射阵元的慢时间发射编码进行补偿，得到补偿信号；当补偿信号移动至零频时，对补偿信号进行处理，得到分离信号向量；根据分离信号向量和预先构建的虚拟误差补偿矢量得到多普勒模糊数；根据多普勒模糊数和目标的模糊多普勒频率得到目标的真实多普勒频率，以解目标的速度模糊。通过上述技术方案，引入了虚拟误差矢量，可以提高多维域编码雷达的解速度模糊能力，并且可以应用于非理想条件下的多维域编码雷达解速度模糊，能够保持较高的稳定性。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据一示例性实施例示出的一种用于多维域编码雷达的解速度模糊方法的流程图。

图2是根据一示例性实施例示出的无速度模糊时发射信号移位数的示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的有速度模糊时发射信号移位数的示意图。

图4是根据一示例性实施例示出的一种用于多维域编码雷达的解速度模糊装置的框图。

具体实施方式

图1是根据一示例性实施例示出的一种用于多维域编码雷达的解速度模糊方法的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤。

S101、对多维域编码雷达的接收阵元接收到的目标处的回波信号进行下变频处理，得到下变频后的回波信号。

可以理解的是，在对回波信号进行下变频处理之前，本发明用于一个具有

在一种实施方式中，假设一个相干处理时间内雷达共发射

；

其中，

则多维域编码雷达的第

；

其中，

那么，在窄带条件下，由第

；

其中，

对上述回波信号进行下变频后，将接收信号乘上

；

其中，

S102、根据下变频后的回波信号对多维域编码雷达的发射阵元的慢时间发射编码进行补偿，得到补偿信号。

可以理解的是，得到下变频后的回波信号后，需要针对特定阵元和脉冲对回波信号进行相位补偿，为了分离出第

；

其中，

S103、当补偿信号移动至零频时，对补偿信号进行处理，得到分离信号向量。

可以理解的是，可将分离自第

；

即对于多维域编码雷达的每个发射阵元和接收阵元，均对其回波信号进行补偿，得到每个发射阵元和接收阵元对应的补偿信号，并进行对应的处理，进而得到分离信号向量。

S104、根据分离信号向量和预先构建的虚拟误差补偿矢量得到多普勒模糊数。

可以理解的是，分离信号向量

；

其中，

表1

在一种实施方式中，预先构建的虚拟误差补偿矢量表示如下：

；

其中，

对虚拟误差补偿矢量

；

其中，

S105、根据多普勒模糊数和目标的模糊多普勒频率得到目标的真实多普勒频率，以解目标的速度模糊。

可以理解的是，根据S104中得到的多普勒模糊数

可选地，S103可以包括：

当补偿信号移动至零频时，对补偿信号进行滤波处理，得到分离出的发射信号；

将多维域编码雷达中各个发射阵元和各个接收阵元对应的分离出的发射信号进行堆叠，得到分离信号向量。

可以理解的是，当第

；

其中，

1.仿真参数设置：

表2给出了多维域编码雷达系统和目标仿真参数。

表2

2.仿真内容与结果分析：

基于上述表2的仿真参数，各个阵元的发射信号在多普勒维顺序排列，但由于目标存在速度，因此发射信号在多普勒频率的作用下，在频谱上进行了偏移。由此导致了接收数据移位。

在上述表2的仿真参数下，采用本发明的技术，对目标回波进行了解速度模糊仿真。图2是根据一示例性实施例示出的无速度模糊时发射信号移位数的示意图，展示了目标速度小于最大无模糊速度时的数据移位计算结果，图3是根据一示例性实施例示出的有速度模糊时发射信号移位数的示意图，展示了存在速度模糊时的数据移位计算结果，计算结果与速度设置情况吻合。可见，在使用本发明后，可以计算得到数据的具体移位情况，验证了本发明所提方法的有效性。

上述仿真分析与测试证明了本发明所提方法的正确性与有效性。

通过上述技术方案，引入了虚拟误差矢量，可以提高多维域编码雷达的解速度模糊能力，并且可以应用于非理想条件下的多维域编码雷达解速度模糊，在通道间有一定幅相误差的情况下解速度模糊性能不会有较大下降。

图4是根据一示例性实施例示出的一种用于多维域编码雷达的解速度模糊装置的框图。参照图4，该用于多维域编码雷达的解速度模糊装置400可以包括：

信号获取模块401，用于对多维域编码雷达的接收阵元接收到的目标处的回波信号进行下变频处理，得到下变频后的回波信号；

信号补偿模块402，用于根据下变频后的回波信号对多维域编码雷达的发射阵元的慢时间发射编码进行补偿，得到补偿信号；

信号处理模块403，用于当补偿信号移动至零频时，对补偿信号进行处理，得到分离信号向量；

模糊数获取模块404，用于根据分离信号向量和预先构建的虚拟误差补偿矢量得到多普勒模糊数；

解速度模糊模块405，用于根据多普勒模糊数和目标的模糊多普勒频率得到目标的真实多普勒频率，以解目标的速度模糊。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。