一种多通道数字接收机实时内定标处理方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多通道数字接收机实时内定标处理方法及装置。其中，该方法包括以下步骤：对各通道内定标数据进行匹配滤波及频谱补零，获得各通道信号冲击响应数据；根据各通道的冲击响应数据得到通道间的幅度、相位和时延不一致特性；对各通道回波采集数据进行幅度和相位不一致特性校正得到校正后的回波信号；对校正后的回波信号进行时延不一致特性校正。本发明专利技术解决了多通道雷达系统对通道间幅相和时延非一致特性进行实时内定标校正的问题，通过时域滤波实现时延校正，大幅降低了计算复杂度。

A real-time internal calibration method and device for multi-channel digital receiver

The invention discloses a real-time internal calibration method and device for a multi-channel digital receiver. Among them, the method comprises the following steps: for each channel calibration data matched filtering and spectrum zero, the response data of each channel according to the channel impact; impact response data inconsistency characteristics of amplitude and phase and delay between channels; each channel echo data of amplitude and phase of different characteristics corrected echo signal after correction; the echo signal after correction of nonuniformity correction delay. The invention solves the problem of multi-channel radar system for real-time calibration of inter channel amplitude and phase delay, and realizes time delay correction through time domain filtering, which greatly reduces computation complexity.

【技术实现步骤摘要】
一种多通道数字接收机实时内定标处理方法及装置
本专利技术属于信号处理领域，尤其涉及一种多通道数字接收机实时内定标处理方法及装置。
技术介绍
随着技术的发展和系统性能的提升，多通道雷达成为了一个重要雷达系统配置，其保障了干涉雷达、动目标检测雷达、多波束雷达和数字波束形成雷达等多功能雷达系统的实现。然而，随着雷达分辨率的提高，雷达数据量迅速增大，受现有系统固存和数传能力的限制，多通道数据难以存储与下传，因此需在系统中实时完成多通道数据的融合处理。目前多通道系统由于各通道具有各自的发射接收设备，各设备之间存在着幅相和时延等不一致传输特性，如果不进行校正，将严重影响雷达性能指标的实现。因此，涉及多通道数字接收机实时内定标处理方法具有重要的应用意义。现有的多通道雷达系统内定标技术主要针对通道幅相误差进行校正单通道系统的信号幅相失真校正技术，其中陈杰等在“一种星载多通道天线SAR数据通道幅相误差校正平台”中，黄晓涛等在“超宽带合成孔径雷达中的多通道校正方法”中，均给出了多通道幅相校正方案，但是其方法分别针对天线和小时宽带宽积系统提出，不具备通用性，并且无法实现对时延误差校正。冯锦等在“一种估计通道误差的方法及装置”中，刘仲伟等在“一种多通道子带信号的均衡、同步方法及其系统”中也给出了多通道信号校正方法，但其处理计算复杂度高，无法适应实时快速处理的需求。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种多通道数字接收机实时内定标处理方法及装置，解决了多通道雷达系统对通道间幅相和时延非一致特性进行实时内定标校正的问题，通过时域滤波实现时延校正，大幅降低了计算复杂度。本专利技术目的通过以下技术方案予以实现：一个方面，本专利技术提出了一种多通道数字接收机实时内定标处理方法，所述方法包括以下步骤：步骤S1：对各通道内定标数据进行匹配滤波及频谱补零，获得各通道信号冲击响应数据；步骤S2：根据各通道的冲击响应数据得到通道间的幅度、相位和时延不一致特性；步骤S3：对各通道回波采集数据进行幅度和相位不一致特性校正得到校正后的回波信号；步骤S4：对校正后的回波信号进行时延不一致特性校正。上述多通道数字接收机实时内定标处理方法中，在所述步骤S1中，获得各通道信号冲击响应数据包括获得每个通道信号冲击响应数据，其中，获得每个通道信号冲击响应数据进一步包括如下步骤：将多次采集的同一通道的内定标数据进行平均得到平均数据；对平均数据进行频域匹配滤波处理；对经过匹配滤波后的信号在频域边缘进行补零处理；对补零后信号进行逆傅里叶变换得到信号冲击响应数据。上述多通道数字接收机实时内定标处理方法中，步骤S2进一步包括如下步骤：根据各通道的冲击响应数据得到各通道信号冲击响应的峰值点位置；根据各通道信号冲击响应的峰值点位置得到各通道信号冲击响应的峰值点位置相对应的各通道的I路信号和Q路信号；根据各通道信号冲击响应的峰值点位置、各通道的I路信号和Q路信号得到通道间的幅度不一致特性、相位不一致特性和时延不一致特性。上述多通道数字接收机实时内定标处理方法中，所述第i个通道与第1通道的幅度不一致特性为所述第i个通道与第1通道的相位不一致特性为所述第i个通道与第1通道的时延不一致特性为Δti_1＝t1-ti；其中，x1I(t1)为第一个通道信号冲击响应的峰值点位置t1处的I路信号；x1Q(t1)为第一个通道信号冲击响应的峰值点位置t1处的Q路信号；xiI(ti)为第i个通道信号冲击响应的峰值点位置ti处的I路信号；xiQ(ti)为第i个通道信号冲击响应的峰值点位置ti处的Q路信号；ΔAi_1为第i个通道相对与1通道的幅度不一致特性；为第i个通道相对与1通道的相位不一致特性；Δti_1为第i个通道相对与1通道的时延不一致特性；i＝1、2……n，总共有n个通道。上述多通道数字接收机实时内定标处理方法中，在步骤S3中，对各通道回波采集数据进行幅度和相位不一致特性校正包括如下步骤：根据各通道的回波采集信号的I路信号和Q路信号得到各通道I路信号校正后的回波信号；根据各通道的回波采集信号的I路信号和Q路信号得到各通道Q路信号校正后的回波信号。上述多通道数字接收机实时内定标处理方法中，各通道I路信号校正后的回波信号为：其中，siI(τ)为第i个回波采集信号的I路信号；siQ(τ)为第i个回波采集信号的Q路信号；τ为回波采样时间；siI_AΦ(τ)为经过幅度相位不一致特性校正后的第i个回波采集信号I路信号；i＝1、2……n，总共有n个通道；各通道Q路信号校正后的回波信号为：其中，siQ_AΦ(τ)为经过幅度相位不一致特性校正后的第i个回波采集信号Q路信号。上述多通道数字接收机实时内定标处理方法中，在步骤S4中，时延不一致特性校正包括信号整数倍采样周期时延校正和小数倍采样周期时延校正。上述多通道数字接收机实时内定标处理方法中，信号整数倍采样周期时延校正包括：根据时延不一致特性和AD采样率相乘取整来获得整数倍周期采样时延量；根据整数倍周期采样时延量和各通道Q路信号校正后的回波信号得到各通道Q路整数倍周期延迟后的回波信号；根据整数倍周期采样时延量和各通道I路信号校正后的回波信号得到各通道I路整数倍周期延迟后的回波信号。上述多通道数字接收机实时内定标处理方法中，小数倍采样周期时延校正包括：根据时延不一致特性、AD采样率和整数倍周期采样时延量得到小数倍采样周期时延；根据小数倍采样周期时延和各通道Q路整数倍周期延迟后的回波信号得到各通道Q路小数倍采样周期时延回波信号；根据小数倍采样周期时延和各通道I路整数倍周期延迟后的回波信号得到各通道I路小数倍采样周期时延回波信号。另一方面，本专利技术还提出了一种多通道数字接收机实时内定标处理装置，其特征在于包括：第一模块，用于对各通道内定标数据进行匹配滤波及频谱补零，获得各通道信号冲击响应数据；第二模块，用于根据各通道的冲击响应数据得到通道间的幅度、相位和时延不一致特性；第三模块，用于对各通道回波采集数据进行幅度和相位不一致特性校正得到校正后的回波信号；第四模块，用于对校正后的回波信号进行时延不一致特性校正。本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果：(1)时延校正处理效率高。方法通过将时延校正分解为整数倍时延和小数倍时延分别处理。小数倍时延可通过设计的时域滤波器进行基于硬件的快速校正，避免了傅立叶变换等大量计算，大大提高了处理速度。(2)通道间非一致性测量仅利用傅立叶变换到频域处理，并通过信号补零的方式，提高了通道响应定位精度和幅相提取精度，方法简便，效率高效，提高了处理速度和定标测量精度，具有很好的实用性。(3)通过对补零处理后冲击响应的分析，可同时获得通道间的幅相误差和时延误差，并给出了相应的校正方法，能够同时实现对以上3种通道不一致特性的校正。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1是本专利技术实施例提供的多通道数字接收机实时内定标处理方法的流程图；图2是本专利技术实施例提供的通道间幅度和时延不一致示意图；图3是本专利技术实施例提供的内定标信号匹配滤波后的冲击响应图；图4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多通道数字接收机实时内定标处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤S1：对各通道内定标数据进行匹配滤波及频谱补零，获得各通道信号冲击响应数据；步骤S2：根据各通道的冲击响应数据得到通道间的幅度、相位和时延不一致特性；步骤S3：对各通道回波采集数据进行幅度和相位不一致特性校正得到校正后的回波信号；步骤S4：对校正后的回波信号进行时延不一致特性校正。

【技术特征摘要】
1.一种多通道数字接收机实时内定标处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤S1：对各通道内定标数据进行匹配滤波及频谱补零，获得各通道信号冲击响应数据；步骤S2：根据各通道的冲击响应数据得到通道间的幅度、相位和时延不一致特性；步骤S3：对各通道回波采集数据进行幅度和相位不一致特性校正得到校正后的回波信号；步骤S4：对校正后的回波信号进行时延不一致特性校正。2.根据权利要求1所述的多通道数字接收机实时内定标处理方法，其特征在于：在所述步骤S1中，获得各通道信号冲击响应数据包括获得每个通道信号冲击响应数据，其中，获得每个通道信号冲击响应数据进一步包括如下步骤：将多次采集的同一通道的内定标数据进行平均得到平均数据；对平均数据进行频域匹配滤波处理；对经过匹配滤波后的信号在频域边缘进行补零处理；对补零后信号进行逆傅里叶变换得到信号冲击响应数据。3.根据权利要求1所述的多通道数字接收机实时内定标处理方法，其特征在于：步骤S2进一步包括如下步骤：根据各通道的冲击响应数据得到各通道信号冲击响应的峰值点位置；根据各通道信号冲击响应的峰值点位置得到各通道信号冲击响应的峰值点位置相对应的各通道的I路信号和Q路信号；根据各通道信号冲击响应的峰值点位置、各通道的I路信号和Q路信号得到通道间的幅度不一致特性、相位不一致特性和时延不一致特性。4.根据权利要求3所述的多通道数字接收机实时内定标处理方法，其特征在于：所述第i个通道与第1通道的幅度不一致特性为所述第i个通道与第1通道的相位不一致特性为所述第i个通道与第1通道的时延不一致特性为Δti_1＝t1-ti；其中，x1I(t1)为第一个通道信号冲击响应的峰值点位置t1处的I路信号；x1Q(t1)为第一个通道信号冲击响应的峰值点位置t1处的Q路信号；xiI(ti)为第i个通道信号冲击响应的峰值点位置ti处的I路信号；xiQ(ti)为第i个通道信号冲击响应的峰值点位置ti处的Q路信号；ΔAi_1为第i个通道相对与1通道的幅度不一致特性；为第i个通道相对与1通道的相位不一致特性；Δti_1为第i个通道相对与1通道的时延不一致特性；i＝1、2……n，总共有n个通道。5.根据权利要求4所述的多通道数字接收机实时内定标处理方法，其特征在于：在步骤S3中，对各通道回波采集数...

【专利技术属性】
技术研发人员：高阳，张选民，闫伟，杨娟娟，党红杏，杨绪，吴疆，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61