基于頻譜合成的模擬電視外源雷達解距離模糊實現方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于雷達技術，公開了一種基于頻譜合成的模擬電視外源雷達解距離模糊實現方法，包括以下步驟：構建基于模擬電視的外源雷達系統；利用雜波相消算法，分別消除視頻回波信號和音頻回波信號中的雜波，得到相消后的視頻剩余回波信號和音頻剩余回波信號；對視頻直達波信號和音頻直達波信號進行濾波、數字下變頻和頻率綜合，得頻譜合成直達波信號；并且對視頻剩余回波信號和音頻剩余回波信號進行濾波、數字下變頻和頻率綜合，得頻譜合成剩余回波信號；分段求解頻譜合成直達波信號的濾波權值；利用N路頻譜合成回波信號和總的頻譜合成直達波信號的濾波權值，最后進行距離多普勒解距離模糊處理。
【專利說明】基于頻譜合成的模擬電視外源雷達解距離模糊實現方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于雷達【技術領域】，具體來說是一種基于頻譜合成的模擬電視外源雷達解距離模糊實現方法，可用于以模擬電視信號作為機會照射源的外源雷達系統中，實現解距離模糊，精確測量目標的距離。
技術背景
[0002]模擬電視信號因其具有很高的發(fā)射功率，在外源雷達中得到廣泛的應用。模擬電視信號主要成分為視頻信號和音頻信號(在模擬電視信號中，視頻信號與音頻信號的發(fā)射功率之比為10:1)，由于占較大部分的視頻信號行與行之間具有很高的相關性，所以模擬電視信號可以看作是一個周期為64微秒的信號。如果對其按照匹配濾波的方式進行處理，則會在19.2km的雙基地距離處出現很高的模糊距離旁瓣，導致不能檢測出目標的真實距離。雖然可以對視頻信號進行解距離模糊處理，但會造成很大的信噪比損失，這樣會導致無法探測遠距離目標。音頻信號屬于調頻信號，可以看作偽隨機信號，但音頻信號的發(fā)射功率只占據整個模擬電視信號發(fā)射功率中的較小一部分，限制了它作為機會照射源來檢測目標的作用距離。為了能有效利用視頻信號發(fā)射功率大和音頻信號圖釘狀模糊函數的優(yōu)點，可以對模擬電視信號的視頻和音頻信號頻譜合成后進行解距離模糊處理，以有效抑制模糊距離旁瓣，檢測出目標的真實距離。
[0003]西安電子科技大學王海濤的文章《Mismatched filter for analogue TV-basedpassive bistatic radar)) IET Radar Sonar Navig., 2011, Vol.5, lss.5, pp.573-581 給出了以模擬電視信號作為機會照射源的外源雷達中進行解距離模糊處理的方法，但該方法只考慮了對模擬電視中的視頻信號進行解模糊處理，因而造成很大的信噪比損失，無法探測遠距離目標。如果把該方法直接應用到外輻射源雷達工程實施中，則會產生以下三個問題:首先，該方法只對視頻信號進行解模糊處理，沒有對模擬電視信號進行頻譜合成后再作解距離模糊處理。其次，該方法沒有解距離模糊處理的具體工程實現方式。再次，該方法基于單路回波進行處理，無法以較低運算量完成對多路外輻射源雷達回波的處理。
【發(fā)明內容】
[0004]針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提出一種基于頻譜合成的模擬電視外源雷達解距離模糊實現方法，首先對模擬電視信號進行視頻和音頻信號的頻譜合成，然后進行解距離模糊處理，并且能夠以較低的運算量完成對多路外輻射源雷達回波的解模糊處理。
[0005]為實現上述目的，本發(fā)明通過分別對消視頻和音頻回波信號中的雜波，將對消后的視頻和音頻回波信號進行頻譜合成，利用解距離模糊技術對頻譜合成回波信號進行處理，有效抑制模糊距離旁瓣。
[0006]一種基于頻譜合成的模擬電視外源雷達解距離模糊實現方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0007]步驟I，構建基于模擬電視的外源雷達系統，其參考天線獲取數字采集到的模擬電視外源的視頻直達波信號\和音頻直達波信號4，其回波天線獲取數字采集到的模擬電視外源的N路視頻回波V1, V2,...，Vn和N路音頻回波A1, A2,..., An ；
[0008]步驟2，利用雜波相消算法，分別消除視頻回波信號和音頻回波信號中的雜波，得到相消后的視頻剩余回波信號和音頻剩余回波信號；
[0009]步驟3，對視頻直達波信號和音頻直達波信號進行濾波、數字下變頻和頻率綜合，得頻譜合成直達波信號；并且對視頻剩余回波信號和音頻剩余回波信號進行濾波、數字下變頻和頻率綜合，得頻譜合成剩余回波信號；
[0010]步驟4，分段求解頻譜合成直達波信號的濾波權值，然后順序合成總的頻譜合成直達波信號的濾波權值W;
[0011]步驟5，利用N路頻譜合成回波信號和總的頻譜合成直達波信號的濾波權值，按照下式進行距離多普勒解距離模糊處理:
[0012]
【權利要求】
1.一種基于頻譜合成的模擬電視外源雷達解距離模糊實現方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟I，構建基于模擬電視的外源雷達系統，其參考天線獲取數字采集到的模擬電視外源的視頻直達波信號\和音頻直達波信號Ap其回波天線獲取數字采集到的模擬電視外源的N路視頻回波V1, V2,...，Vn和N路音頻回波A1, A2,..., An ； 步驟2，利用雜波相消算法，分別消除視頻回波信號和音頻回波信號中的雜波，得到相消后的視頻剩余回波信號和音頻剩余回波信號； 步驟3，對視頻直達波信號和音頻直達波信號進行濾波、數字下變頻和頻率綜合，得頻譜合成直達波信號；并且對視頻剩余回波信號和音頻剩余回波信號進行濾波、數字下變頻和頻率綜合，得頻譜合成剩余回波信號； 步驟4，分段求解頻譜合成直達波信號的濾波權值，然后順序合成總的頻譜合成直達波信號的濾波權值W ; 步驟5，利用N路頻譜合成回波信號和總的頻譜合成直達波信號的濾波權值，按照下式進行距離多普勒解距離模糊處理:
2.根據權利要求1所述的基于頻譜合成的模擬電視外源雷達解距離模糊實現方法，其特征在于，步驟2的具體子步驟為: 2a)將視頻直達波信號、音頻直達波信號、N路視頻回波信號和N路音頻回波信號分別均勻分解為N1個數據段； 2b)分別選取視頻直達波信號、音頻直達波信號、N路視頻回波信號和N路音頻回波信號的同順序數據段； 2c)利用視頻直達波信號和音頻直達波信號所選取的數據段分別構建視頻延遲矩陣Xv和音頻延遲矩陣Xa ； 2d)利用高斯約當法對視頻延遲協方差矩陣XvhXv和音頻延遲協方差矩陣XaiiXa進行求逆，得到視頻延遲協方差逆矩陣(Xv1Xr1和音頻延遲協方差逆矩陣(XaiiXa)'其中H表示共軛轉置； 2e)利用視頻延遲協方差逆矩陣(Xv11Xv) ―1，按照下式對N路視頻回波信號分別進行相消:
3.根據權利要求1所述的基于頻譜合成的模擬電視外源雷達解距離模糊實現方法，其特征在于，步驟3的具體子步驟為: 3a)對視頻直達波信號、音頻直達波信號、相消后的N路視頻剩余回波信號和N路音頻剩余回波信號進行濾波和數字下變頻； 3b)將經過濾波和下變頻的視頻直達波信號和音頻直達波信號相加得到頻譜合成直達波信號S，同時將經過濾波和下變頻的視頻剩余回波信號和音頻剩余回波信號相加得到頻譜合成剩余回波信號。
4.根據權利要求1所述的基于頻譜合成的模擬電視外源雷達解距離模糊實現方法，其特征在于，步驟4的具體子步驟為: 4a)頻譜合成直達波信號進行數據位均勻分段，每段的數據位長度為Nb，每段的數據位長度Nb取值范圍為[16，100]； 4b)順序選取數據段為需要求解的數據段； 4c)按照下式計算所選取數據段的直達波滑動矢量:
【文檔編號】G01S13/08GK103885055SQ201410110950
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月21日 優(yōu)先權日:2014年3月21日
【發(fā)明者】王俊, 呂小永, 劉杰 申請人:西安電子科技大學