本發(fā)明屬于雷達信號處理領(lǐng)域，具體涉及對雷達間歇調(diào)制信號的處理技術(shù)，特別是一種對間歇調(diào)制信號的分段匹配濾波處理方法。

背景技術(shù)：

雷達系統(tǒng)的內(nèi)場輻射式仿真是在以微波暗室為代表的內(nèi)場環(huán)境中，通過各種模擬技術(shù)和理論方法等效手段，真實地復(fù)現(xiàn)實際雷達電磁波的產(chǎn)生、輻射、傳播、目標散射、接收、處理等所有過程。相比于外場輻射式仿真來說，內(nèi)場輻射式仿真具有保密性好、靈活性高、重復(fù)性強等獨特優(yōu)勢。在內(nèi)場對窄帶雷達進行仿真，可逼真復(fù)現(xiàn)復(fù)雜電磁環(huán)境下雷達的探測和跟蹤過程。但是，如果應(yīng)用這種方法對大時寬帶寬雷達進行仿真，會遇到難以回避的困難：由于內(nèi)場的距離較小，雷達的距離盲區(qū)較大，大于內(nèi)場中目標和雷達的距離，這也意味著發(fā)射脈沖尚未完全發(fā)射完畢，而回波前沿已經(jīng)達到，對于收發(fā)一體的雷達來說，難以完成回波的接收。如果將大時寬帶寬信號分成若干段信號，即將一個大時寬帶寬信號變成若干段的“間歇”信號，應(yīng)用于寬帶信號的內(nèi)場輻射式仿真中，通過發(fā)射和接收的交替進行，生成長脈沖被分成多個短脈沖的間歇調(diào)制信號，可以有效解決場地受限、收發(fā)遮擋和信號隔離度要求高等難題。研究空間受限條件下間歇調(diào)制信號的目標回波脈沖處理方法，是解決雷達長脈沖信號內(nèi)場輻射式仿真的關(guān)鍵技術(shù)。

在對間歇調(diào)制信號進行處理的傳統(tǒng)思路是采用長脈沖的匹配濾波器對間歇調(diào)制信號進行匹配濾波處理，但是，采用長脈沖匹配會導(dǎo)致匹配輸出包含一系列假目標脈沖串，如果在一個較大的目標周圍存在小目標，則會出現(xiàn)假目標串對弱小目標信號的遮蓋，必須通過后期的信號處理和信息篩選來提高探測性能，因而仿真系統(tǒng)的規(guī)模變大、成本增加。如果能夠直接利用匹配濾波處理抑制假目標脈沖串，則能夠簡化仿真系統(tǒng)，有效控制成本。實際上，長脈沖的匹配濾波器相對于間歇調(diào)制信號是存在“失配”的，可以根據(jù)間歇調(diào)制信號設(shè)計更佳的匹配濾波器，這為信號處理的優(yōu)化提供了可能性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種對間歇調(diào)制信號的分段匹配濾波處理方法，以抑制間歇調(diào)制信號輸出的假目標脈沖串，提高信號對真實目標的檢測能力。主要采用匹配濾波技術(shù)，提出了對間歇調(diào)制信號的分段匹配濾波處理方法。為了達到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

步驟一：線性調(diào)頻信號采樣生成間歇調(diào)制信號。

首先由信號發(fā)生器產(chǎn)生一定帶寬、脈寬和調(diào)頻斜率的線性調(diào)頻信號，再用周期固定的方波脈沖串對其進行調(diào)制，生成間歇調(diào)制信號。

步驟二：設(shè)計間歇調(diào)制信號的分段匹配濾波器。

根據(jù)間歇調(diào)制信號的表達式，時域取反取共軛得到分段匹配濾波器的表達式，并設(shè)計實現(xiàn)分段匹配濾波器。

步驟三：對間歇調(diào)制信號進行分段匹配濾波處理，分析輸出信號的目標特性。

把不同采樣周期的間歇調(diào)制信號通過對應(yīng)的分段匹配濾波器進行處理，分析輸出信號的目標特性，并研究得到輸出信號中假目標脈沖串的大小與方波周期之間的關(guān)系。

步驟四：實現(xiàn)最佳的間歇調(diào)制信號分段匹配濾波。

根據(jù)步驟三中得到的假目標脈沖串的大小與方波周期之間的關(guān)系，調(diào)節(jié)方波信號的周期，重復(fù)步驟一、二、三，實現(xiàn)最優(yōu)化的間歇調(diào)制信號分段匹配濾波處理。

本發(fā)明的有益效果主要包括：

第一，解決間歇調(diào)制信號頻譜不連續(xù)導(dǎo)致的假目標脈沖串自干擾問題。間歇調(diào)制信號的匹配濾波結(jié)果在時域表現(xiàn)為一系列的脈沖串，本文提出的分段匹配濾波方法，根據(jù)其輸出的幅度特性反饋調(diào)節(jié)間歇采樣的周期并設(shè)計相應(yīng)的分段匹配濾波器，從而實現(xiàn)理想的匹配濾波處理，只輸出真實目標信號，有效解決假目標脈沖串自干擾的問題；

第二，消除假目標脈沖串對弱小目標信號的干擾。間歇調(diào)制信號采用長脈沖匹配濾波器的輸出包含一系列假目標脈沖串，因此，當存在強弱不同的多個目標時，大目標信號的假目標脈沖串會掩蓋弱小目標的真實信號。本發(fā)明提出的分段匹配濾波器的最佳結(jié)果能完全抑制假目標脈沖串，只輸出真實目標信號，消除了假目標脈沖串對小目標信號的干擾。

附圖說明

圖1是間歇調(diào)制信號的分段匹配濾波處理的總體流程圖。

圖2是線性調(diào)頻信號采樣生成間歇調(diào)制信號簡單示意圖。

圖3(a)是間歇調(diào)制信號的頻譜圖。

圖3(b)是分段匹配濾波器頻譜結(jié)構(gòu)圖。

圖4(a)是調(diào)制周期為10^-5s的間歇信號經(jīng)過分段匹配濾波器的輸出圖。

圖4(b)是調(diào)制周期為的間歇信號經(jīng)過分段匹配濾波器的輸出圖。

圖5是基于本發(fā)明的系統(tǒng)設(shè)計框圖。

圖6是本發(fā)明對最佳的間歇調(diào)制信號分段匹配濾波處理效果示例圖。

具體實施方式

目前，本發(fā)明僅適用于雷達線性調(diào)頻信號，結(jié)合附圖對本發(fā)明所提出的對間歇調(diào)制信號的分段匹配濾波處理的方法作進一步解釋。圖1是本發(fā)明的簡要流程圖，圖5是基于本發(fā)明所提出方法設(shè)計的系統(tǒng)框圖。本發(fā)明具體涉及以下步驟:

步驟一：線性調(diào)頻信號采樣生成間歇調(diào)制信號。

由信號發(fā)生器產(chǎn)生帶寬為b、脈寬為t的單位能量的線性調(diào)頻信號a(t)，用周期為ts的單位幅度的方波脈沖串信號p(t)作為采樣信號對線性調(diào)頻信號進行調(diào)制，得到的間歇調(diào)制信號x(t)為：x(t)＝a(t)·p(t)，過程如圖2所示。其中，采樣脈沖持續(xù)時間ts等于方波脈沖串周期ts的一半，即：2ts＝ts；方波脈沖串周期ts可以根據(jù)實際的要求進行調(diào)節(jié)控制，來實現(xiàn)最優(yōu)的間歇調(diào)制信號設(shè)計和處理。

步驟二：設(shè)計間歇調(diào)制信號的分段匹配濾波器。

由于間歇調(diào)制信號直接用線性調(diào)頻信號的匹配濾波器進行處理時，輸出包含一系列不可消除的假目標脈沖串，所以本發(fā)明直接對間歇調(diào)制信號時域取反并取共軛得到新的匹配濾波器，其表達式h(t)滿足h(t)＝x^*(-t)，其中t為時間參數(shù)，x(t)為間歇調(diào)制信號表達式，因為此時濾波器在時域上不連續(xù)，所以稱之為分段匹配濾波器。間歇調(diào)制信號和分段匹配濾波器的頻譜結(jié)構(gòu)分別如圖3(a)、圖3(b)所示。

步驟三：對間歇調(diào)制信號進行分段匹配濾波處理，分析輸出信號的目標特性。具體包括以下步驟：

首先，把不同采樣周期的間歇調(diào)制信號分別通過對應(yīng)的分段匹配濾波器進行處理，結(jié)果如圖4(a)、圖4(b)所示。通過比較輸出信號的目標特性，發(fā)現(xiàn)對于不同的采樣周期，輸出信號的假目標脈沖串的幅度值差異很大，因此需要具體研究二者之間的關(guān)系。

然后，根據(jù)仿真結(jié)果并運用信號卷積、傅里葉變換和傅里葉反變換推導(dǎo)可以得到，分段匹配濾波輸出的第n階假目標脈沖的幅度值bn為：

由上式可知bn是周期變化的，其重復(fù)周期的大小與線性調(diào)頻信號的脈寬b成正比，和線性調(diào)頻信號的帶寬t、方波周期的平方ts²成反比；且存在最小重復(fù)周期使得所有的脈沖在周期內(nèi)的某個點處滿足bn＝0，即對應(yīng)的脈沖幅度全部為零。

第三，推導(dǎo)發(fā)現(xiàn)當(k為任意非負整數(shù))時，所有非零階的脈沖峰值bn均為0，即輸出能夠完全消除假目標脈沖串的影響。

步驟四：實現(xiàn)最佳的間歇調(diào)制信號分段匹配濾波。

根據(jù)信號發(fā)生器產(chǎn)生線性調(diào)頻信號的帶寬b和脈寬t，調(diào)節(jié)方波發(fā)生器產(chǎn)生周期ts滿足(k為任意非負整數(shù))的方波脈沖串，對線性調(diào)頻信號進行調(diào)制生成最佳的間歇調(diào)制信號和相應(yīng)的分段匹配濾波器，進行匹配濾波處理的輸出如圖6所示。

圖4(a)、圖4(b)和圖6是對本發(fā)明所進行的仿真驗證。兩組仿真均設(shè)置線性調(diào)頻信號的帶寬b＝5mhz，脈寬t＝1.25×10^-4s。

圖4(a)、圖4(b)是本發(fā)明對方波周期隨機選取的間歇調(diào)制信號的分段匹配濾波處理的效果示例圖。仿真設(shè)置的方波周期ts分別為10^-5s和

圖6是本發(fā)明實現(xiàn)最佳的間歇調(diào)制信號分段匹配濾波處理的效果示例圖。仿真實驗中，設(shè)置方波周期為即此時濾波器輸出為真實目標脈沖信號，假目標脈沖串被完全消除，避免通過后期數(shù)據(jù)處理來提取真實目標信號，優(yōu)化了信號處理的過程。