一种新型零中频脉冲压缩雷达系统的信号性能补偿方法

摘要

本发明公开了一种新型零中频脉冲压缩雷达系统及其信号性能补偿方法。雷达回波信号经低噪声放大器后分为I、Q通路，再分别依次经预定义滤波器、模拟数字转换器连接到数字处理器，数字处理器对信号进行脉冲压缩和信号性能补偿。预定义滤波器用于滤除零中频接收机的直流偏移和闪烁噪声所在的频段，采用高通滤波器，通过测量闪烁噪声所在频段带宽，确定其截止频率。本发明电路可单片集成，具有传统脉冲压缩雷达的高距离分辨率优点，克服了零中频接收机性能不足，使其运用在高要求的脉冲压缩雷达系统中成为可能，得到高性能、低能耗、低成本、和小体积的雷达系统；也可在近距离自动安全探测系统、高灵敏度视觉信号探测器等小型雷达系统中广泛运用。

主权项

一种新型零中频脉冲压缩雷达系统的信号性能补偿方法，其特征在于：雷达系统包括低噪声放大器、预定义滤波器、模拟数字转换器和数字处理器，雷达回波信号经低噪声放大器后分为I通路和Q通路，I通路和Q通路分别依次经各自的预定义滤波器进行滤波处理、模拟数字转换器进行模拟数字转换后连接到数字处理器，数字处理器中对信号进行脉冲压缩和信号性能补偿，预定义滤波器用于滤除零中频接收机的直流偏移和闪烁噪声所在的频段；其中，数字处理器中进行的信号性能补偿过程具体包括以下步骤：1)通过以下公式计算得到经过滤波后的标准参考信号s′_i(t)：${s^{\prime }}_i\left(t\right)=\underset{-\infty }{\overset{\infty }{\int }}h\left(u\right)s_{ref}(t-u)du$其中，s'_i(t)为经过滤波后的标准参考信号，h(u)为预定义滤波器的冲击响应，s_ref(t‑u)为卷积运算下的标准参考信号，u为卷积积分变量；2)将经过滤波后的标准参考信号s′_i(t)替换为卷积运算下的经过滤波后的标准参考信号s′_i(t‑u)代入以下公式计算得到标准参考信号经滤波压缩后的信号X'_R(t)：$X_R^{\prime }\left(t\right)=\underset{-\infty }{\overset{\infty }{\int }}{s}_{ref}^{*}(-u)s_i^{\prime }(t-u)du$其中，为雷达标准参考信号；3)将标准参考信号经滤波压缩后的信号X'_R(t)代入以下公式计算得到幅度调整因子A_s：$A_s=\frac{{\hat{X}}_R\left(t\right)}{{{\hat{X}}^{\prime }}_R\left(t\right)}$其中，为经脉冲压缩后的回波的正峰值；4)采用以下公式计算参考误差函数e_ref(t)：$e_{ref}\left(t\right)=s_{ref}\left(t\right)-\underset{-\infty }{\overset{\infty }{\int }}h\left(u\right)s_{ref}(t-u)du$其中，s_ref(t)为标准参考信号；5)将参考误差函数e_ref(t)替换成卷积运算下的参考误差函数e_ref(t‑u)代入以下公式计算参考补偿函数E'_PDF(t)：$E_{PDF}^{\prime }\left(t\right)=\underset{-\infty }{\overset{\infty }{\int }}{s}_{ref}^{*}(-u)e_{ref}(t-u)du$6)将上式中得到的参考补偿函数E'_PDF(t)和幅度调整因子A_s代入以下公式计算补偿函数E_PDF(t)：E_PDF(t)＝A_s×E'_PDF(t)；7)将补偿函数E_PDF(t)的中心与经脉冲压缩后的回波X_R(t)的主瓣对齐，再将补偿函数E_PDF(t)和经脉冲压缩后的回波X_R(t)相加，最终完成对经脉冲压缩后的信号X_R(t)的补偿。