基于多相濾波結(jié)構(gòu)的雷達(dá)信號(hào)檢測(cè)技術(shù)

在電子戰(zhàn)環(huán)境中，信號(hào)一般都具有復(fù)雜化、密集化的特點(diǎn)，占用的頻譜越來(lái)越寬，從而對(duì)雷達(dá)信號(hào)的檢測(cè)技術(shù)也提出了更高的要求。信道化接收技術(shù)是解決寬帶信號(hào)檢測(cè)等問(wèn)題的一種有效方式。信道化接收機(jī)因其具備較大的瞬時(shí)帶寬、能夠檢測(cè)和處理同時(shí)到達(dá)的信號(hào)、具有準(zhǔn)確的參數(shù)測(cè)量能力和一定的信號(hào)識(shí)別能力等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。

　　1 基于多相濾波結(jié)構(gòu)的數(shù)字信道化

　　基于多相濾波結(jié)構(gòu)的信道化接收機(jī)數(shù)學(xué)模型如圖1所示。信號(hào)x(n)通過(guò)一個(gè)旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)將原信號(hào)分到每個(gè)信道上，相當(dāng)于按因子D進(jìn)行下采樣，經(jīng)過(guò)每一路的子濾波器濾波后，通過(guò)一個(gè)D點(diǎn)的DFT，使不同頻率的信號(hào)在不同的頻帶輸出。

　　其中，hk(m)是由高階的低通濾波器原型h(n)分解得到;h(n)按照每個(gè)信道的帶寬來(lái)設(shè)計(jì)，h(n)與hk(n)滿足關(guān)系hk(n)=h(k+nD)，k=0，1，…，D-1。實(shí)際中常選擇D為2的N次冪，以便用FFT算法代替DFT。

　　設(shè)信道數(shù)為D，原型低通濾波器階數(shù)為N，當(dāng)每個(gè)信道都輸出一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，多相濾波結(jié)構(gòu)的信道化接收機(jī)所需的乘法運(yùn)算量為

　　S=D×(N/D)+(D/2)×log2D (1)

　　經(jīng)運(yùn)算可知，此類接收機(jī)的運(yùn)算量遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的信道化接收機(jī)，在實(shí)際應(yīng)用中具有更高的效率。

　　2 多相濾波結(jié)構(gòu)的雷達(dá)信號(hào)檢測(cè)技術(shù)

　　隨著信號(hào)產(chǎn)生和處理技術(shù)的發(fā)展，一部雷達(dá)往往能根據(jù)需要產(chǎn)生多種不同樣式的波形，而且現(xiàn)代雷達(dá)信號(hào)環(huán)境日益復(fù)雜，信號(hào)形式多變，在同一時(shí)間可能有多個(gè)信號(hào)同時(shí)出現(xiàn)。利用多相濾波信道化的方法，將時(shí)域重疊但頻域不重疊的信號(hào)劃分到各個(gè)子信道上，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)此類信號(hào)的檢測(cè)。信道劃分形式的示意圖如圖2所示。

　　由圖2可以看出，信道交疊處設(shè)計(jì)有特定的信道阻帶衰減帶，相鄰?fù)ǖ辣仨氂幸粋€(gè)重疊區(qū)域，這可以通過(guò)設(shè)置濾波器的帶寬和過(guò)渡帶來(lái)實(shí)現(xiàn)。但這種設(shè)計(jì)方法會(huì)導(dǎo)致一個(gè)窄帶信號(hào)的輸出跨越一個(gè)或多個(gè)輸出通道，這種情況在分析任意帶寬和任意中心頻率譜時(shí)經(jīng)常發(fā)生，因此必須采用一定的判定方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。

　　對(duì)于同時(shí)在信道中出現(xiàn)的信號(hào)，說(shuō)明信號(hào)的到達(dá)時(shí)間相同，這可能是幾個(gè)同時(shí)到達(dá)的獨(dú)立信號(hào)，也可能是一個(gè)窄帶信號(hào)在兩個(gè)信道同時(shí)有輸出。若信號(hào)均在不相鄰的信道出現(xiàn)，則認(rèn)為是同時(shí)到達(dá)的幾個(gè)獨(dú)立信號(hào);若信號(hào)在相鄰兩個(gè)信道出現(xiàn)，則認(rèn)為是一個(gè)窄帶信號(hào)在相鄰兩個(gè)信道同時(shí)有輸出。對(duì)于這種信號(hào)的判別方法有兩種：當(dāng)相鄰兩個(gè)信道的信號(hào)幅值