[发明专利]多通道随机谐波调制采样雷达接收机及其方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达技术领域，涉及一种多通道随机谐波调制采样雷达接收机及其方法。本发明可省去传统雷达接收机的匹配滤波处理，简化信号处理流程，并且解决了现有宽带及超宽带雷达信号采样速率过高和信号处理数据量过大的问题。

背景技术

宽带雷达与传统窄带雷达相比具有高距离分辨率、目标识别和成像能力、极强的四抗能力等优势，对宽带雷达系统，无论是在军用领域还是在民用领域，提高其距离分辨率一直是雷达技术研究中一个重要方向。但是，对于宽带信号，以Nyquist采样定理为指导的信号采样方法给现有的模拟/数字转换器（ADC）带来了极大的挑战。特别是对于宽带和超宽带雷达回波信号，传统的雷达接收机以Nyquist速率采样的实现成本以及难度都很高。

由于超宽带雷达的信号带宽很宽，其接收机相比于传统的雷达接收机有所区别。与传统的雷达接收机相比，超宽带雷达的接收机结构更加复杂，实现中面临更多的难题。超宽带雷达接收机以数字接收机为主要的研究方向，在该处理机中，输入被下变频成中频或基带信号，然后被高速ADC数字化，再通过数字信号处理器进行信号处理。

为了降低ADC的速度，在目前的超宽带雷达接收机中，常采用的方式是把信号的相关运算即匹配滤波放在A/D转换前执行，这时信号的相关运算是采用模拟形式进行的，而模拟器件的可变性较差，而且容易受到电路失配以及其他的非理想条件的干扰影响。因此，为了达到高性能的超宽带雷达信号接收，需要根据Nyquist采样定理对信号进行采样，由于单个芯片无法达到这样的高采样率和高动态范围，因此多个ADC并行工作是超宽带雷达接收机通常采用的方式。多个ADC构成的接收系统中，每个ADC以部分的采样率进行采样。多个ADC接收系统可以分为两类：时域交织接收机、频域信道化接收机。对于时域交织接收机，多个ADC采样前要对其输入信号加入准确的时延。每个ADC的输入是占据整个信号频带的信号，因此，每个ADC的采样保持器的速度仍然为原始信号的采样频率，给设计带来了难度；对于频域信道化接收机，各个通道必需是相参的，要求其频率特性一致，并且由于相邻通道滤波器的过渡带不理想会产生通带间干扰，这样的超宽带频域信道化接收机的硬件系统结构复杂，实现难度大，成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种多通道随机谐波调制采样雷达接收机，本发明省去传统雷达接收机的匹配滤波处理，简化信号处理流程，并且解决了现有宽带及超宽带雷达信号采样速率过高和信号处理数据量过大的问题。

一种多通道随机谐波调制采样雷达接收机，包括一个混频器、M个模拟乘法器、M个积分器、M个低速AD转换器和一个目标信息重构处理模块，所述的混频器与M个模拟乘法器相连，每个模拟乘法器与一个积分器相连，每个积分器与一个低速AD转换器相连，AD转换器采样得到的数据输入到目标信息重构处理模块，目标信息重构处理模块通过构造观测矩阵、构造雷达稀疏表示基矩阵和重构雷达目标信息三个步骤完成雷达目标信息估计的目的。

所述的多通道随机谐波调制采样雷达接收机，混频器将雷达回波信号与信号载频f_c混频，得到带宽为B的雷达基频回波信号。

所述的多通道随机谐波调制采样雷达接收机，模拟乘法器将雷达基频回波信号与随机谐波调制信号相乘，各通道随机谐波调制信号形式如下：

e-j2πkm(feN)t]]>

其中，m=1,2…,M，为第m个通道，M为接收机通道个数，k_m为随机产生的大小在1～2M之间的互不相等的整数，f_e为奈奎斯特采样频率，N为本次处理雷达回波信号以f_e速率采样所得到的样本个数。

所述的多通道随机谐波调制采样雷达接收机，积分器的积分时间为，其中，f_e为奈奎斯特采样频率，N为本次处理雷达回波信号以f_e速率采样所得到的样本个数。