[发明专利]一种非线性调频信号去斜处理方法

说明书

本发明提供了一种非线性调频信号去斜处理方法，该去斜处理方法通过在非线性调频信号与线性调频信号混频去斜处理、低速率A/D采样后，进行频谱扩展和线性频率调制以恢复原回波信号，将恢复的回波信号与原发射参考信号进行匹配滤波便能够得到目标一维距离像，从而实现了非线性调频信号的去斜处理，使得本发明提供的方法能够降低宽带非线性调频信号对接收机A/D采样、传输设备的要求，对于宽带雷达系统而言具有重要的现实意义。

技术领域

本发明涉及雷达(声纳)信号处理技术领域，特别涉及一种非线性调频信号去斜处理方法。

背景技术

线性调频信号(LFM)与非线性调频信号(NLFM)都是利用非线性相位调制来获得大时宽带宽积的雷达(声呐)信号，线性调频信号由于其具有易产生、可去斜处理等优点而被广泛应用。但是线性调频信号脉冲压缩后旁瓣较高，在应用中，通常采用加窗的方法来抑制旁瓣，但加窗在降低旁瓣的同时会展宽主瓣并造成信噪比损失。非线性调频(NLFM)信号由于不需要采用加窗的方式降低旁瓣，这样就避免了因加权处理而引入的信噪比损失和分辨率下降等问题,但是，传统去斜方法对线性调频信号进行混频去斜处理后是一个单频信号，可以直接进行傅里叶变换得到目标一维距离像，而非线性调频信号去斜处理后是一个有带宽的信号，通过傅里叶变换无法得到目标一维距离像，由此可知，传统去斜方法对非线性调频信号并不适用，在宽带雷达系统中宽带非线性调频信号对雷达接收机A/D采样、存储传输设备提出较高的要求。

为了得到高分辨率，宽带雷达通常发射极宽带宽的线性调频信号，在接收端去斜处理(参考文献：Caputi W J.Stretch:A time-transformation technique[J].IEEETransactions on Aerospace and Electronic Systems,1971(2):269-278.)后进行低速率A/D采样处理，而标准的去斜处理方法不适用于非线性调频信号。Yeh L,Wong K T,Mir HS.等人证明了标准的去斜处理方法仅适用于线性调频信号，不适用于其他恒模多项式相位信号(参考文献：Yeh L,Wong K T,Mir H S.Viable/inviable polynomial-phasemodulations forstretch processing[J].IEEE Transactions on Aerospace andElectronic Systems,2012,48(1):923-926.)。Mir H S,Wong U K T等人提出了一种针对非线性调频信号(NLFM)低速率采样处理方法，但是该方法需知道非线性调频信号的相位函数,然后计算接收窗内每个时延时刻混频后信号的相位值,实现过程复杂且计算量巨大(参考文献：Mir H S,Wong U K T.Low-rate sampling technique for range–windowedradar/sonar using nonlinear frequency modulation[J].IEEE Transactions onAerospace and Electronic Systems,2015,51(3):1972-1979.)

在雷达系统中，宽带非线性调频信号对硬件实现和使用环境的要求较高，由于信号带宽的增加会给接收机的检波带来很大的压力，此时相比于可使用去斜处理方法的线性调频信号，需要更高速的A/D转换器以及更高速的数据存储，这极大地限制了雷达的成像分辨率。

发明内容

本发明的目的在于，为解决非线性调频信号处理对雷达系统的硬件要求比较高的技术问题，提出一种非线性调频信号去斜处理方法，利用该去斜处理方法降低了对雷达接收机A/D采样率、传输量的要求，实现了宽带非线性调频雷达信号的低速率采样处理，本发明所提出的方法同时也适用于线性调频信号的去斜处理。

为达到上述目的，本发明提出的一种非线性调频信号去斜处理方法，该方法的具体处理步骤包括:

步骤1)将基带非线性调频信号调制至雷达射频工作频率后生成发射信号，接收发射信号对应的回波信号；