一种基于回波数据的步进频率合成孔径雷达频差估计方法技术

技术编号:10376037 阅读:224 留言:0更新日期:2014-08-28 18:24
本发明专利技术公开了一种基于回波数据的步进频率合成孔径雷达频差估计方法,涉及雷达信号处理领域,包括以下步骤:步骤1,雷达接收目标的原始回波信号,两个子带的初始载频差为fdiff;再对两个子带信号分别解调并采样;步骤2,对解调采样后的两个子带信号分别进行脉冲压缩处理;步骤3,得到频移操作后的子带信号S'r1(t)和S'r2(t);步骤4,根据干涉信号Sint(t)的表达式获取相位信息;步骤5,根据干涉信号Sint(t)的相位信息构造该强目标的相位步骤6,用强目标的相位构造时间序列x(t);步骤7,主能量频点的位置为载频差的误差估计值Δf;步骤8,利用载频差的误差估计值Δf对初始载频差值fdiff进行修正;本发明专利技术实现频率差的精确估计,用于合成孔径雷达系统和逆合成孔径雷达系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于雷达信号处理领域,涉及调频步进合成孔径雷达系统中的频带合成技术,尤其涉及,应用于合成孔径雷达系统和逆合成孔径雷达系统。
技术介绍
SAR系统为了获得高分辨率的图像,在距离向通过发射大带宽的信号,并对回波进行匹配滤波而获得高分辨距离像。实现大带宽信号的一种比较经济的方式是通过发射调频步进信号,利用步进信号的频带合成技术,得到大带宽信号。这样可以降低对雷达接收机带宽的要求,同时降低AD采样频率,便于系统实现。步进信号的频带合成技术在SAR(Synthetic Aperture Radar, SAR)和 ISAR(Inverse Synthetic Aperture Radar, ISAR)上面都得到了广泛应用。在带宽合成技术中一个重要参数就是子带之间的步进频差(或者载频差),其精度影响到各个子带信号在合成后的全频段信号中的位置。因此,必须要非常精确的确定各个子带的载频,即精确确定步进频率的大小。在一般的机载或星载系统中,步进频差的值是在系统载荷工作前预先设定好的。但是,在实际中,系统所处环境中的温度、湿度等是不可控的,同时随着系统器件的老化,步进频差会出现变化,预设的值不再满足精度要求,因此需要从采集到的原始回波数据中估计出精确的步进频差,通过信号处理的方法,对预设值进行修正。这样才能对带宽进行有效相干合成,进而提高图像分辨率。
技术实现思路
针对现有技术中通道间载频差易受环境、器件等影响而较难提前得知这一问题,本专利技术提出,实现频率差的精确估计。为达到上述目的,本专利技术采用以下技术方案予以实现:—种基于回波数据的步进频率合成孔径雷达频差估计方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,雷达接收目标的原始回波信号,原始回波信号中包括第一子带信号和第二子带信号两个子带信号,第一子带信号和第二子带信号的初始载频差为fdiff ;再对第一子带信号和第二子带信号分别解调并采样;步骤2,对解调采样后的第一子带信号和第二子带信号分别进行脉冲压缩处理,经过脉冲压缩处理后的第一子带信号Srt (t)和第二子带信号Srf (t)的表达式如下:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于回波数据的步进频率合成孔径雷达频差估计方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,雷达接收目标的原始回波信号,原始回波信号中包括第一子带信号和第二子带信号两个子带信号,第一子带信号和第二子带信号的初始载频差为fdiff;再对第一子带信号和第二子带信号分别解调并采样;步骤2,对解调采样后的第一子带信号和第二子带信号分别进行脉冲压缩处理,经过脉冲压缩处理后的第一子带信号Sr1(t)和经过脉冲压缩处理后的第二子带信号Sr2(t)的表达式如下:Sr1(t)=δ(t-2Rc)exp(-j4πcfc1R)Sr2(t)=δ(t-2Rc)exp(-j4πcfc2R)]]>其中,t表示快时间,R表示雷达与目标的斜距,c表示光速,fc1表示第一子带信号的载频,fc2表示第二子带信号的载频;δ(·)表示冲激函数,exp(·)表示指数函数;步骤3,利用初始载频差值fdiff构造相位函数;利用相位函数对经过脉冲压缩处理后的子带信号第一子带信号Sr1(t)和经过脉冲压缩处理后的第二子带信号Sr2(t)进行频移操作,得到频移操作后的第一子带信号S'r1(t)和频移操作后的第二子带信号S'r2(t);步骤4,通过频移操作后的第一子带信号S'r1(t)和频移操作后的第二子带信号S'r2(t)得到干涉信号Sint(t);根据干涉信号Sint(t)的表达式获取相位信息;步骤5,对雷达的成像场景中所有目标求取能量值;选择能量值最大的目标为强目标;根据干涉信号Sint(t)的相位信息构造该强目标的相位其中,t表示快时间,Δf为载频差的误差估计值;步骤6,用强目标的相位构造时间序列x(t);其中,t表示快时间,Δf为载频差的误差估计值;步骤7,对时间序列x(t)进行傅里叶变换,通过频谱分析得到其主能量频点,该主能量频点的位置为载频差的误差估计值Δf;步骤8,利用载频差的误差估计值Δf对初始载频差值fdiff进行修正,得到载频差fd=fdiff+Δf。...

【技术特征摘要】
1.一种基于回波数据的步进频率合成孔径雷达频差估计方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤1,雷达接收目标的原始回波信号,原始回波信号中包括第一子带信号和第二子带信号两个子带信号,第一子带信号和第二子带信号的初始载频差为fdiff ;再对第一子带信号和第二子带信号分别解调并采样; 步骤2,对解调采样后的第一子带信号和第二子带信号分别进行脉冲压缩处理,经过脉冲压缩处理后的第一子带信号Srt (t)和经过脉冲压缩处理后的第二子带信号Srf (t)的表达式如下: 2.根据权利要求1所述的一种基于...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙光才左绍山邢孟道保铮
申请(专利权)人:西安电子科技大学
类型:发明
国别省市:陕西;61

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