任意宽带波形多通道数字去斜的时延实时在线补偿方法与流程

本发明涉及宽带信号处理，具体涉及任意宽带波形多通道数字去斜的时延实时在线补偿方法。

背景技术：

1、宽带信号广泛应用于雷达测量、水声探测、通信处理等领域，尤其常用于目标对象的精细特征提取。宽带信号用于目标特征获取时，利用其测量分辨率高的优点，使得探测回波信号包含目标特征信息多。由于宽带原始回波信号直接采样后的数据量大，后续信号处理系统实时处理难度大，一般可采用数字去斜方式，降低采样的数据量和实时处理压力。随着应用场景需求更加广泛，工程应用逐渐利采用多通道宽带测量方式，用于宽带目标检测跟踪和精细识别。然而，多通道宽带信号的数字去斜面临着多通道时延精确对齐的难题，工程应用方面尚处于起步阶段，解决这一难题是十分必要的。

2、根据现有文献得知，粟敬雨等学者在《基于交叉采样的宽带雷达数字接收机及信号处理关键技术研究》(2019年)博士论文中，主要阐述了宽带单通道的交叉采样校正补偿方法，模型建立在单通道数字去斜的处理系统之上，尚未涉及多通道数字去斜的时延补偿校正方法。林钱强等学者在《宇航学报》(2013,vol.34,no3,pp:402-408)上发表的“宽带雷达中频直接采样型号数字去线性调频方法”，分析了数字去斜的数据抽取、滤波器设计等问题，介绍了适用于数字去斜系统的失真补偿方法，其所有理论模型仍然是建立在单通道数字去斜的处理系统之上，无法解决多通道数字去斜处理的时延补偿处理问题。上述问题亟待解决，为此，提出任意宽带波形多通道数字去斜的时延实时在线补偿方法。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于：如何解决多通道数字去斜处理的时延补偿处理问题，提供了任意宽带波形多通道数字去斜的时延实时在线补偿方法。

2、本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括以下步骤：

3、s1：在任意宽带波形多通道数字去斜的时延实时在线补偿之前，先进行系统多通道数字去斜的时延校正，在数字去斜时延校正时，初始设置一组样本宽带波形，采集多通道数字去斜后的信号，进行匹配滤波，提取多通道滤波处理后的信号峰值时延位置，根据滤波处理后信号峰值时延位置，确定多通道数字去斜的初始时延量；

4、s2：系统同样设置步骤s1的样本宽带波形，并且在数字去斜滤波器之前代入步骤s1中的多通道数字去斜时延初始值，再次开展多通道数字去斜的时延校正，然后采集多通道数字去斜后的信号，进行匹配滤波，此时多通道数字去斜信号在滤波处理后，峰值将同一采样位置对齐，提取多通道滤波处理后的信号峰值相位信息；

5、s3：根据系统的宽带采样率，将步骤s1中的多通道数字去斜的初始时延量转换为采样时钟计数，得到时延量的时钟计数整数部分，并将步骤s2中的多通道数字去斜信号滤波处理后的信号峰值相位信息转换为采样时钟计数，得到时延量的时钟计数分数部分，将采样时钟计数整数部分与分数部分相加，得到系统工作在样本宽带波形条件下时延量的时钟计数；

6、s4：根据步骤s3中工作在样本宽带波形条件下的时延量时钟计数，实时推算得到工作在当前宽带波形条件下多通道数字去斜的时延量时钟计数；

7、s5：根据工作在当前宽带波形条件下多通道数字去斜的时延量时钟计数，转换为系统接收当前宽带回波多通道数字去斜的整数时延量时钟计数和相位补偿信息；

8、s6：根据步骤s5中多通道数字去斜的整数时延量时钟计数和相位补偿信息转换为多通道数字去斜时延的实时在线补偿量；

9、s7：雷达工作在该宽带波形时，即可依据样本宽带波形多通道数字去斜的时延校正结果，实时计算出多通道数字去斜的整数时延量时钟计数和相位补偿信息，进行多通道数字去斜的实时在线时延补偿，实现多通道数字去斜精确时延补偿。

10、更进一步地，在所述步骤s1中，工作在样本宽带波形条件下开展多通道数字去斜时延校正，获取多通道滤波处理后的信号峰值时延位置为st_01、st_02、st_03、st_04、…，假定st_02为时延最大值，多通道数字去斜的初始时延量设置为：st_02-st_01、0、st_02-st_03、st_02-st_03、...。

11、更进一步地，在所述步骤s2中，多通道滤波处理后的信号峰值相位信息为theta_01、theta_02、theta_03、theta_04、...，其中相位单位度量为度。

12、更进一步地，在所述步骤s3中，将步骤s1中的多通道数字去斜的初始时延量转换为采样时钟计数，得到时延量的时钟计数整数部分，分别为st_02-st_01、0、st_02-st_03、st_02-st_03、…；将步骤s2中的多通道数字去斜信号滤波处理后的信号峰值相位信息转换为采样时钟计数，得到时延量的时钟计数分数部分，分别为theta_01/360、theta_02/360、theta_03/360、theta_04/360、...；系统在样本宽带波形条件下时延量的时钟计数分别为st_02-st_01+theta_01/360、0+theta_02/360、st_02-st_03+theta_03/360、st_02-st_04+theta_04/360、...，简记为st_11、st_12、st_13、st_14、…。

13、更进一步地，在所述步骤s4中，推算得到当前宽带波形多通道数字去斜的时延量时钟计数分别为tao_1/tao_2*st_11、tao_1/tao_2*st_12、tao_1/tao_2*st_13、tao_1/tao_2*st_14、…，简记为st_21、st_22、st_23、st_24、…，其中，样本宽带波形的脉宽为tao_1微秒，当前宽带波形的脉宽tao_2微秒。

14、更进一步地，在所述步骤s5中，多通道数字去斜的整数时延量时钟计数分别为floor(st_21)、floor(st_22)、floor(st_23)、floor(st_24)、...，简记为st_31、st_32、st_33、st_34、…，其中floor(*)表示向零方向取整数；多通道数字去斜的相位补偿信息分别为(st_21-st_31)*360、(st_22-st_32))*360、(st_23-st_33)*360、(st_24-st_34)*360、...，其中相位单位度量为度，简记为：theta_11、theta_12、theta_13、theta_14、...。

15、更进一步地，在所述步骤s6中，以多通道数字去斜的整数时延量时钟计数最大值为基准，假定st_32为时延最大值，多通道数字去斜整数时延量设置为st_32-st_31、0、st_32-st_33、st_32-st_33、...，相位补偿量为(theta_12-theta_11)*360、0、(theta_12-theta_13)*360、(theta_12-theta_14)*360、...，其中相位单位度量为度。

16、本发明相比现有技术具有以下优点：该任意宽带波形多通道数字去斜的时延实时在线补偿方法，设计了实时计算补偿宽带多通道数字去斜时延补偿量的方法，解决了宽带雷达任意波形多通道数字去斜的时延实时补偿问题，可实现多通道数字去斜精确时延补偿，具备了多通道数字去斜回波的后续相参检测处理必要条件，且方法与技术途径简单，工程可实施性强，将可广泛应用于雷达宽带测量、水声探测成像、宽带通信等领域。