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申请/专利权人：电子科技大学

摘要：本发明公开了一种基于子带处理的宽带雷达目标能量积累方法，首先基于宽带雷达目标响应模型，建立宽带雷达回波信号模型，然后在接收端将宽带回波信号通过一系列的子带滤波器，聚焦扩展目标分散的能量，并依次进行频谱搬移、包络对齐和相位补偿等处理，实现对子带滤波输出信号的能量积累，有效提升宽带雷达目标信噪比。本发明的方法稳健性高，宽带雷达目标的积累检测不依赖宽带雷达目标模型先验知识；信噪比损失低，可提升宽带雷达设备的生存能力和探测性能；实用性高，相关算法可直接运用于现有宽带雷达装备，不需要进行额外的硬件升级改造。

主权项：1.一种基于子带处理的宽带雷达目标能量积累方法，具体步骤如下：步骤1：宽带雷达目标响应建模，宽带雷达目标响应表示为： 其中，t表示时间，δt表示冲积函数，M表示目标总的散射点数，Am、τm分别表示第m+1个散射点的散射系数和对应的时延，预先设定目标第m+1个散射点所在位置与雷达的相对距离为Rm，目标的固定时延为τ0＝2R0c，R0是第1个散射点相对雷达的距离，c表示光速，令τm＝τ0+Δτm，ΔRm＝Rm-R0，ΔRm为目标第m+1个散射点与第1个散射点的相对距离，第m+1个散射点相对第1个散射点的双程时延为Δτm＝2Rm-R0c＝2ΔRmc；步骤2：宽带雷达回波建模，具体包含如下子步骤：步骤21：宽带雷达发射信号建模，假设宽带雷达发射如下宽带信号： 其中，f0表示载频，St是宽带线性调频信号，表示为： 其中，T表示脉冲宽度，μ表示调频斜率，且μ＝BT，B为带宽，rectt为矩形信号；步骤22：宽带雷达回波建模，假设在距离宽带雷达R0处存在一个以速度V向雷达匀速飞行的刚体目标，宽带雷达回波表示为： 其中，a，bm为预先设定的变量，是加性高斯白噪声；步骤23：下变频处理及模型简化，下变频处理后，基带回波表示为： 其中，fd＝2Vf0c是目标的多普勒频率，为预先设定的变量，且vt表示下变频后的噪声，当V＜＜c时，有a≈1，简化为： 步骤3：子带滤波处理，具体包含如下子步骤：步骤31：子带滤波器设计，假设有K个子带滤波器，发射宽带线性调频信号按照时宽ΔT＝TK进行分段截取，形成K组具有相同时宽的子带信号，子带频谱间连续但不重叠，其带宽为ΔB＝BK，第k个子带滤波器的时域形式为： 步骤32：基于频域的子带滤波，分别对rt和skt进行傅里叶变换，得到： 其中，Sf，Vf和Rf分别是st，vt和rt的频域形式，f表示频率，子带滤波输出的频域形式可以写为： 其中，·*表示共轭算子，Wf是在频域预先设定的一个窗函数，可以表示为Wf＝4μ-1rectf-ΔB2ΔB，是噪声经过子带滤波后频域形式；步骤4：子带滤波后信号的频谱搬移，对Ykf向左频移k-1ΔB，可得 的时域表达形式为： 其中，wt和分别是Wf和的逆傅里叶变换，为预先设定的变量，且步骤5：子带包络对齐，将第k个子带滤波输出信号向左时移k-1ΔT，可得 步骤6：相位补偿，具体包含如下子步骤：步骤61：分别对每个子带滤波输出的信号乘以实现对的相位补偿： 步骤62：通过最大子带积累后信号能量的对比度，完成对子带间其他常数相位项的补偿，假设补偿的相位矢量其中，θk表示第k个子带信号补偿的相位项，子带间相位补偿问题转为如下优化问题的求解： 其中，zt＝xH[y1t,y2t,...,yKt]表示相位补偿后各个子带积累后的信号，·H表示共轭转置操作，表示期望算子，arg{·}表示取得最优值时θk的取值，是第k子带最优的补偿相位；步骤63：基于坐标下降思想对式15优化问题进行化简，并利用梯度下降等方法进行求解。

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