一种用于远场RCS测量的脉冲积累算法制造技术

公开了一种用于远场RCS测量的脉冲积累算法。所述算法包括：对M个回波信号进行中频采集，以获取M个中频时域信号；其中，所述M个回波信号对应同一角度触发信息；对M个中频时域信号分别进行傅里叶变换，并从变换后的M个频谱中分别选取中频频率处的幅值和相位，以构建M维向量；对所述M维向量进行傅里叶变换，并从变换后的频谱中选取零频频率处的幅值和相位，并将所述零频频率处的幅值和相位作为目标数据。本发明专利技术有效解决了以往在室外远场RCS测试中，为了获得较好的脉冲积累效果，需要根据目标尺寸调整转台旋转速度的问题，使得无论目标尺寸如何，都可以在系统能承受的最大转速下进行测试。进而，在保证测量精度的前提下，提高了测试效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种脉冲积累算法，尤其是在室外远场低散射目标RCS(雷达散射截面)静态测试中、测试系统处于高转速条件下，能显著提高测量精度与测试效率的一种脉冲积累算法。
技术介绍
在室外远场低散射目标RCS(雷达散射截面)静态测试中，为了提高测量精度，往往需要增加接收信号的信噪比。在众多增加信噪比的途径中，脉冲积累技术是最为经济实用、且效果最为明显的方法。理论上，如果对1000个回波脉冲进行相干积累处理，可以使信号的信噪比增加30dB。在常规的中频脉冲积累处理过程中，往往要求被测目标在脉冲积累过程中保持不动，以便带来较好的积累效果。若目标旋转角度过大、目标RCS起伏过于剧烈，则积累后的目标RCS就不是该角度下的目标RCS值，而是在旋转角度范围内目标的RCS均值，进而影响了脉冲积累效果。目前，主要采取两种方式解决上述技术问题：一是增大脉冲重复频率，将待积累的脉冲信号在很短的时间内全部发射出去并进行接收；二是降低被测目标的旋转速度，尽量保证目标在待积累的脉冲信号发射完成后没有旋转较大角度。但是，在实际测试中测量设备不支持脉冲重复频率的无限增大，而且增大重复频率意味着雷达探测的最大不模糊距离缩短。另外，降低目标旋转速度会严重影响测试效率。并且，当目标旋转速度设置不正确时，甚至会严重影响测量精度。因此，对于处于高转速条件下的测试系统来说，以上两种方式的可行性较差、并且测试效率与测量精度不高。鉴于此，亟需一种新的脉冲积累算法，以在高转速条件下也能达到良好的脉冲积累效果，同时能够保证测量精度与测试效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种新的脉冲积累算法，以在高转速条件下达到良好的脉冲积累效果，同时保证测量精度与测试效率。本专利技术提出的用于远场RCS测量的脉冲积累算法，包括：S1、对M个回波信号进行中频采集，以获取M个中频时域信号；其中，所述M个回波信号对应同一角度触发信息；S2、对M个中频时域信号分别进行傅里叶变换，并从变换后的M个频谱中分别选取中频频率处的幅值和相位，以构建M维向量；S3、对所述M维向量进行傅里叶变换，并从变换后的频谱中选取零频频率处的幅值和相位，并将所述零频频率处的幅值和相位作为目标数据。优选的，在对所述M维向量进行傅里叶变换之前，所述算法还包括：根据预设的加权系数矩阵(w(0),w(1),…,w(m),…w(M-1))对所述M维向量进行加权处理，获取加权后的M维向量。优选的，所述加权系数矩阵中的元素w(m)满足：式中，0≤m≤M-1。优选的，在对M个中频时域信号分别进行傅里叶变换之前，所述算法还包括：对每个中频时域信号进行加汉明窗处理。优选的，在步骤S1之前，所述算法还包括：S0、在同一角度触发信息下触发发射机发射M个脉冲信号，所述M个脉冲信号在到达目标后产生M个回波信号。优选的，M满足：100≤M≤1000。优选的，在步骤S1中，对每个回波信号进行中频采集的采样点N满足：64≤N≤140。从以上技术方案可以看出，本专利技术的脉冲积累算法主要包括以下步骤：对M个回波信号进行中频采集，以获取M个中频时域信号；对M个中频时域信号分别进行傅里叶变换，并从变换后的M个频谱中分别选取中频频率处的幅值和相位，以构建M维向量；对所述M维向量进行傅里叶变换，并从变换后的频谱中选取零频频率处的幅值和相位，并将所述零频频率处的幅值和相位作为目标数据。通过对脉冲内信号作傅里叶变换、再对脉冲间的信号作傅里叶变换等步骤，消除了回波信号中脉冲积累时间的影响，解决了脉冲积累过程中转台旋转速度过快造成的积累效果下降的问题。进而，既保证了测量精度，也保证了测试效率。附图说明通过以下参照附图而提供的具体实施方式部分，本专利技术的特征和优点将变得更加容易理解，在附图中：图1是示出的室外场RCS测量系统示意框图；图2是示出的本专利技术实施例的脉冲积累算法的流程示意图；1、发射机；2、接收机；3、收发开关；4、计算机测控终端；5、待测目标；6、转台。具体实施方式下面参照附图对本专利技术的示例性实施方式进行详细描述。对示例性实施方式的描述仅仅是出于示范目的，而绝不是对本专利技术及其应用或用法的限制。传统的中频脉冲积累算法是将M个脉冲的中频信号直接相加，然后对相参积累后的信号作傅里叶变换，再从变换后的频谱中选取中频频率处的幅值和相位作为目标数据。如果在脉冲积累过程中转台的转动角度较大，则将中频信号直接相加会严重影响脉冲积累效果，具体原因如下：在通常的RCS点频测试时，假设发射机发射信号的波形为则接收机对回波信号进行中频采集后的回波为：其中，A为目标回波的幅值，R(tm)为tm＝mTr时刻目标与雷达的距离，Tr为脉冲重复周期，为回波中频包络，fc为载频，c为光速。将中频信号s(t,tm)变换到频域后，变换后的信号形式如下：其中，p(f)为p(t)的频谱。由此可见，在通常的RCS点频测试时，将中频信号由时域变换到频域后，从频谱中取对应的中频频率分量即可得到目标数据。但是，对于低RCS点频测试时，往往需要利用中频脉冲积累算法提高信噪比。在M个脉冲重复周期内，如果Ri(tm)没有变化或者变化很小，则可直接对S(f,tm)进行相参积累处理。但是，在实际测试中，由于目标以转台为中心匀速转动，S(f,tm)的相位项随时间变化，因此信号S(f,tm)的相干性逐渐下降，进而影响了脉冲积累效果。为了获得良好的脉冲积累效果，现有技术中往往需要根据目标尺寸降低转台的旋转速度。但是，降低目标旋转速度会严重影响测试效率。并且，当目标旋转速度设置不正确时，甚至会严重影响测量精度。鉴于此，本专利技术的专利技术人提出了一种新的脉冲积累算法，以解决转台旋转速度过快造成的脉冲积累效果下降的问题，进而在保证测量精度的前提下提高测试效率。下面结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。在介绍本专利技术的脉冲积累算法之前，首先对室外场RCS测量系统进行介绍。图1示出了一种典型的室外场单站RCS测量系统的示意框图。从图1可见，该系统主要包括：发射机1、接收机2、收发开关3、计算机测控终端4、转台6、待测目标5。在该系统中，发射机1用于发射脉冲信号；接收机2用于对回波信号进行中频采集；收发开关3用于对雷达的工作模式进行切换，即在接收信号与发射信号间进行切换；计算机测控终端4用于对中频信号进行处理、对发射机、接收机进行设置等等。需要指出的是，本专利技术仅仅是以单站RCS测量系统为例进行说明，但这并不意味着本专利技术的脉冲积累方法只适用于单站RCS测量系统。例如，在室外场双站RCS测量系统中，也可以应用本专利技术的脉冲积累方法。另外，需要指出的是，本专利技术的脉冲积累方法不仅适用于转台高转速运行的情况，也适用于转台低速运行的情况。图2示出了本专利技术实施例中的脉冲积累算法的流程图。从图2可见，该脉冲积累算法主要包括步骤S0～步骤S3。步骤S0、在同一角度触发信息下触发发射机发射M个脉冲信号，所述M个脉冲信号在到达目标后产生M个回波信号。在具体实施时，可以在转台每转过一定角度间隔时触发一次发射机，并在一次触发过程中使发射机发射M个脉冲信号。例如，每隔0.1°触发一次发射机，每次触发发射机发射150个脉冲信号。在具体实施时，M的取值可根据实际所需的信噪比以及系统硬件性能确定。其中，M的一个优选取值范围为：100≤M≤1000本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于远场RCS测量的脉冲积累算法，其特征在于，所述算法包括：S1、对M个回波信号进行中频采集，以获取M个中频时域信号；其中，所述M个回波信号对应同一角度触发信息；S2、对M个中频时域信号分别进行傅里叶变换，并从变换后的M个频谱中分别选取中频频率处的幅值和相位，以构建M维向量；S3、对所述M维向量进行傅里叶变换，并从变换后的频谱中选取零频频率处的幅值和相位，并将所述零频频率处的幅值和相位作为目标数据。

【技术特征摘要】
1.一种用于远场RCS测量的脉冲积累算法，其特征在于，所述算法包括：S1、对M个回波信号进行中频采集，以获取M个中频时域信号；其中，所述M个回波信号对应同一角度触发信息；S2、对M个中频时域信号分别进行傅里叶变换，并从变换后的M个频谱中分别选取中频频率处的幅值和相位，以构建M维向量；S3、对所述M维向量进行傅里叶变换，并从变换后的频谱中选取零频频率处的幅值和相位，并将所述零频频率处的幅值和相位作为目标数据。2.如权利要求1所述的脉冲积累算法，其特征在于，在对所述M维向量进行傅里叶变换之前，所述算法还包括：根据预设的加权系数矩阵(w(0),w(1),…,w(m),…w(M-1))对所述M维向量进行加权处理，获取加权后的M维向量...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鑫，张英南，刘飞亮，唐宏美，栗永磊，
申请(专利权)人：北京环境特性研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11