[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明涉及一种雷达系统及其补偿方法，尤其是涉及通信与雷达系统领域的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。

背景技术

零中频接收机在移动通信系统中已经有着广泛的应用。在过去的十年里，为了实现单片集成，许多改进被应用于零中频系统。包括用AC耦合消除直流分量、直流偏移补偿的反正切解调、删除直流偏移的可变增益放大器(VGA)、低闪烁噪声射频混频器的设计以及通过信号处理对闪烁噪声转角频率的降低。不过，克服直流偏移和闪烁噪声影响的理想方法是修改基带信号，要在不损失任何信息的条件下完全滤除掉直流偏移。这样的调制方案包括寻呼机中用到的二元频率键控(BFSK)，CDMA标准定义下的宽带信号以及基于BOC调制下的Galileo OS信号。但是，这些方法并不适用于脉冲压缩雷达，因为绝大多数存在的脉冲压缩雷达信号有直流和低频分量。去除这些分量会引起性能退化。到目前为止，基于零中频架构的脉冲压缩雷达很少有人关注，它的性能受到直流偏移和闪烁噪声的影响。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明提出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，以线性调频信号(LFM)为发射信号，是新型高集成度、高性能的脉冲压缩雷达系统，降低成本，减小体积和降低能耗。与通信系统中修正基带信号这种方法不同的是，本发明使用一个预定义滤波器(PDF)来消除解调雷达信号中的直流偏移和闪烁噪声，并且基于LFM信号和预定义滤波器来补偿损失的雷达性能。

本发明采用的技术方案是：

一、一种新型零中频脉冲压缩雷达系统：

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，数字处理器对信号进行脉冲压缩和信号性能补偿，预定义滤波器滤除零中频接收机的直流偏移和闪烁噪声所在的频段。

所述的数字处理器为FPGA或DSP。

所述的预定义滤波器采用高通滤波器，通过测量雷达回波信号闪烁噪声的所在频段带宽，并将所在频段带宽的1.2-1.5倍频点作为预定义滤波器的截止频率。

二、一种新型零中频脉冲压缩雷达系统的信号性能补偿方法：

其中所述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)：

si′(t)=∫-∞∞h(u)sref(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)：