用于电离层F探测的雷达回波信号处理方法技术

本发明专利技术公开了一种用于电离层F探测的雷达回波信号处理方法，用以解决现有技术针对电离层F探测分辨率低的问题。其方案是：截取雷达回波信号对应电离层F的数据D；对数据D使用高斯滤波器滤波；对滤波后的结果求自相关D1；由雷达发射信号码型与设置该码型的分数阶p生成符号修正系数，对自相关D1进行第一次符号修正，并进行多周期积累；对积累后的结果进行第二次模糊修正，再对二次修正后的结果求高度‑频率二维功率谱密度；重复上述步骤，选取分数阶p，生成相应的符号修正系数，进行相应的处理，并对所得结果进行高度‑频率‑分数阶的三维功率谱合成。本发明专利技术能提高时延分辨率，降低高度分辨率，更好的实现对电离层F的有效探测。

Radar echo signal processing method for ionospheric F detection

The invention discloses a radar echo signal processing method for ionospheric F detection, which is used to solve the problem of low resolution of ionospheric F detection in the current technology. The solution is: the interception of radar echo signal corresponding to the ionospheric F data D; using Gauss filter to filter the data after filtering results of D; to find the autocorrelation by D1; radar signal code type and fractional P generated code set of symbols of the correction coefficient of autocorrelation D1 first symbol correction and multi period accumulation; the accumulation of the results after second times to two times the fuzzy correction, the correction results for high frequency two-dimensional power spectral density; repeat the above steps, select the fractional P, generate the corresponding symbol correction coefficient, corresponding processing, 3D power and the results were highly fractional frequency spectrum synthesis. The invention can improve the resolution of time delay, reduce the high resolution, and realize the effective detection of the ionosphere F.

【技术实现步骤摘要】
用于电离层F探测的雷达回波信号处理方法
本专利技术属于信息处理
，特别涉及非相干散射雷达的信号处理方法，可用于对大气电离层F的探测。
技术介绍
随着空间技术的发展，人类逐步认识到电离层空间天气对各项航天事业的影响。非相干散射雷达可探测电离层空间环境，获取电子密度、电子温度、离子温度、等离子体径向漂移速度等多个参数，为电离层空间天气特性研究与建模提供数据支持。自20世纪60年代初开始，美国和欧洲等发达国家在世界各地先后建设了十余部非相干散射雷达系统。我国也是亚洲首部非相干散射雷达于2012年在云南曲靖建成，并已获得了初步实验结果。通常电离层距离地球表面约60～1000km，根据不同高度空气分子电离的情况不同，从低到高可将电离层分为D层、E层、F层和顶部电离层，F层又可分为F1层和F2层。D层分布在离地面大约60公里到90公里的高度范围内。E层分布在离地面大约90公里到150公里的高度范围内。F层大约在150公里以上，峰值高度一般在200公里到400公里的范围内。电离层各层的物理和化学变化与太阳辐射、粒子辐射、磁层扰动、地球磁场变化及高层大气的运动密切相关，所以电离层在不同时间和不本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于电离层F探测的雷达回波信号处理方法，其特征在于，包括:(1)截取雷达完整探测N个周期回波数据所对应电离层F的数据D；(2)设计高斯窗滤波器对数据D进行滤波，在每一个回波周期内，对滤波后的数据两两进行相关处理，得到自相关数据D1：(3)将每个周期的自相关数据D1截断为多个子数据，截断长度为回波的脉冲宽度，每个截断子数据的起始时间对应于自相关数据D1在目标电离层的高度；(4)由雷达发射信号的码型与该码型的分数阶p计算生成符号修正表，即将N组长度为L的雷达发射信号的每组编码平移np个码元；用平移后的N组编码分别与平移前对应的编码相乘，得到N组长度为L‑n的编码符号，作为第n个时延处各组编码对应码...

【技术特征摘要】
1.用于电离层F探测的雷达回波信号处理方法，其特征在于，包括:(1)截取雷达完整探测N个周期回波数据所对应电离层F的数据D；(2)设计高斯窗滤波器对数据D进行滤波，在每一个回波周期内，对滤波后的数据两两进行相关处理，得到自相关数据D1：(3)将每个周期的自相关数据D1截断为多个子数据，截断长度为回波的脉冲宽度，每个截断子数据的起始时间对应于自相关数据D1在目标电离层的高度；(4)由雷达发射信号的码型与该码型的分数阶p计算生成符号修正表，即将N组长度为L的雷达发射信号的每组编码平移np个码元；用平移后的N组编码分别与平移前对应的编码相乘，得到N组长度为L-n的编码符号，作为第n个时延处各组编码对应码元的修正符号，n＝1,2,3,...,L-1；(5)对每组中所有子数据分别使用符号修正表进行第一次修正，并将不同组子数据的修正结果按不同高度分别进行求和，得到N组数据的第一次修正结果；(6)截取下一个N周期回波数据，重复步骤(2)～(5)，直到电离层中信号的平稳时间结束，再将所有周期对应高度处得到的第一次修正结果进行求和，得到所有周期数据求和后的自相关结果；(7)对所有周期数据求和后的自相关结果分别使用对应的模糊函数值进行第二次修正，得到最终的自相关结果，并对最终自相关结果进行傅立叶变换，得到电离层高度-频率二维功率谱；(8)重复步骤(1)～(3)，在(4)中另选取不同的分数阶p，计算相应的符号修正表，利用相应的符号修正表对(3)中所得的N组全部子数据进行步骤(5)～(7)的处理，并对所得结果进行高度-频率-分数阶的三维功率谱合成，完成对雷达回波信号的处理。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)中所述的雷达完整探测N个周期回波数据，其周期数为雷达发射信号码元个数L的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李林，王亚杰，丁宗华，姬红兵，韩承姣，卢义峰，
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