一种基于反射的无源雷达参考信号获取方法技术

本发明专利技术公开了一种基于反射的无源雷达参考信号获取方法，涉及对空中目标监视的雷达探测技术领域，该方法包括以下操作步骤：(1)设置反射器；(2)广播电视台发出广播电视信号；(3)广播电视信号被反射器反射到无源雷达直达信号接收天线处，得到经过反射后的直达信号；(4)无源雷达的接收处理机对模拟直达信号进行处理得到数字基带信号；(5)将数字基带信号反向移动，补偿与直达路径相比多出的传输时延τ0；(6)经过路径补偿后的数字基带信号可以作为参考信号参与后续无源雷达信号处理过程。本发明专利技术布置反射器，并修改接收处理机软件，增加直达信号提纯补偿算法使得无源雷达在直达路径被遮挡情况下，仍然能够获取较为干净的直达信号，保证无源雷达能够在直达信号传输路径被地形遮挡后还可以正常工作。

A Method of Passive Radar Reference Signal Acquisition Based on Reflection

The invention discloses a passive radar reference signal acquisition method based on reflection, which relates to the technical field of radar detection for aerial target surveillance. The method comprises the following operation steps: (1) setting up a reflector; (2) broadcasting and television stations send radio and television signals; (3) broadcasting and television signals are reflected by reflectors to passive radar direct access. At the receiving antenna, the reflected direct signal is obtained; (4) the analog direct signal is processed by the passive radar receiver to get the digital baseband signal; (5) the digital baseband signal is moved backward to compensate the transmission delay_0 which is more than the direct path; (6) the digital baseband signal after path compensation can be used. As a reference signal, it participates in the subsequent passive radar signal processing process. The invention arranges reflectors, modifies the software of receiving processor, and adds a direct signal purification compensation algorithm so that passive radar can still obtain relatively clean direct signals when the direct path is occluded, so as to ensure that passive radar can work normally after the direct signal transmission path is occluded by terrain.

【技术实现步骤摘要】
一种基于反射的无源雷达参考信号获取方法
本专利技术涉及对空中目标监视的雷达探测
，特别是涉及一种基于反射的无源雷达参考信号获取方法。
技术介绍
随着通用航空产业和民用无人机产业的发展，对通航飞行器、消费级无人机等低空空域飞行器的探测和监视显得越来越重要，低空空域飞行器飞行高度低、速度慢、雷达反射面积小，属于典型的低慢小类型目标。此类目标飞行高度低，受地球曲率和地形的影响大，很容易被遮挡；飞行速度慢、反射面积小，其微弱回波信号混杂在强地物杂波信号中，加大了雷达探测的难度。一直以来，对低慢小目标的探测和监视是现有雷达很难处理好的一个问题。无源雷达利用外部的广播电视台等作为照射源照射目标，接收目标反射的回波信号完成对空中目标的探测、定位和跟踪。由于采用了连续波照射、收发双基地方式探测和先进信号处理技术，使得无源雷达具有良好的低慢小目标探测能力。无源雷达在工作时需要接收作为照射源的广播电视台的直达信号作为参考信号，这就需要无源雷达与照射源之间保持通视。但是，在某些环境下由于地形遮挡难以获得通视条件，因此限制了无源雷达的部署和使用。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于反射的无源雷达参考信号获取方法。本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种基于反射的无源雷达参考信号获取方法，该方法包括以下操作步骤：(1)设置一个与广播电视台和无源雷达都能够保持通视的反射器；(2)广播电视台发射广播电视信号；(3)广播电视信号被反射器反射到无源雷达的直达信号接收天线处，得到经过反射后的直达信号；(4)无源雷达的接收处理机对收到的直达信号经过模拟下变频、AD采集和数字下变频后，得到数字基带信号；(5)经过反射后的直达信号与无遮挡时直接接收的直达信号相比，由于经历了更长的传输路径，因此会存在一个传输时延τ0，将数字基带信号反向移动，将多出来的传输时延补偿回去，防止杂波抑制和目标定位过程出现性能恶化现象；(6)经过路径补偿后的数字基带信号可以作为参考信号参与后续无源雷达信号处理过程，完成一次对于无源雷达参考信号的获取。优选的，所述步骤(3)中直达信号接收天线为大口径数字阵列天线或方向性好的高增益窄波束低副瓣定向天线。优选的，所述直达信号接收天线的主瓣对准反射器，利用阵列信号处理算法或天线的低副瓣特性抑制来自除反射器方向以外的其他方向的信号，使得收到的反射后的直达信号中多径信号成分尽量少，保证后续杂波抑制处理的性能能够满足要求。优选的，所述步骤(5)中传输时延τ0的表达式为：上式中，广播电视台和无源雷达距离为L，广播电视台与反射器距离为L1，反射器与无源雷达距离为L2，C为光速。本专利技术的有益效果在于：本专利技术采用额外布置的反射器反射来自照射源的直达信号到无源雷达直达信号接收天线，并通过相应的处理手段提纯补偿反射后的直达信号，经过处理后，该信号可以作为参考信号，用于无源雷达后续的处理过程；通过额外布置的反射器，并修改接收处理机软件，增加直达信号提纯补偿算法使得无源雷达在直达路径被遮挡情况下，仍然能够获取较为干净的直达信号，保证无源雷达能够在直达信号传输路径被地形遮挡后，还可以正常工作；反射器不需要供电，使用和维护成本均较低，非常适合用于复杂地形环境下工作的无源雷达。附图说明图1为本专利技术的工作原理示意图；图2为本专利技术的直达信号处理流程图；图3为本专利技术的反射器布置示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明：如图1所示，本专利技术的参考信号获取方法包括以下操作步骤：(1)由于山体的遮挡，无源雷达无法直接接收来之广播电视台的直达信号，因此设置一个与广播电视台和无源雷达都能够保持通视的反射器，该反射器类似于一个镜子。(2)广播电视台发射广播电视信号。(3)广播电视信号被反射器反射到无源雷达的直达信号接收天线处，得到经过反射后的直达信号。直达信号接收天线可以为大口径数字阵列天线或方向性好的高增益窄波束低副瓣定向天线。直达信号接收天线的主瓣对准反射器，利用阵列信号处理算法或天线的低副瓣特性抑制来自除反射器方向以外的其他方向的信号，使得收到的反射后的直达信号中多径信号成分尽量少，保证后续杂波抑制处理的性能能够满足要求，阵列信号处理算法为LCMV算法。(4)如图2所示，无源雷达的接收处理机对收到的直达信号经过模拟下变频、AD采集和数字下变频后，得到数字基带信号。(5)经过反射后的直达信号与无遮挡时直接接收的直达信号相比，由于经历了更长的传输路径，因此会存在一个传输时延τ0，将数字基带信号反向移动，将多出来的传输时延补偿回去，防止杂波抑制和目标定位过程出现性能恶化现象，传输时延τ0的表达式为：其中，广播电视台和无源雷达距离为L，广播电视台与反射器距离为L1，反射器与无源雷达距离为L2，C为光速。(6)经过路径补偿后的数字基带信号可以作为参考信号参与后续无源雷达信号处理过程，完成一次对于无源雷达参考信号的获取。实施例一如图3所示，基于数字广播电视信号的无源雷达系统上，国内数字广播电视信号频段为470～860MHz，信号带宽为8MHz。设电视台发射塔和无源雷达接收站间距离为10km，反射器距离发射塔和无源雷达系统的距离L1与L2均为10km。采用一个金属平板作为反射器，金属平板的反射面积可以按照下面的公式进行大致估算：其中，θ为双基地角，在本实例中θ为60°，按照中心频率为665MHz计算，波长为0.45m，一个3m×3m的平板的雷达反射截面积计算下来为4331m2。设数字广播电视发射台等效辐射功率(EIRP)为10kW，传输损耗Lp＝1dB，接收站采用定向接收天线，天线增益为20dBi，根据雷达方程，接收到的反射后的直达信号功率为：按照上述参数计算，反射后的直达信号功率为-75dBmW，如果接收机噪声系数为5dB，带宽为8MHz，则噪声基底为-100dBmW，直达信号信噪比为25dB，可以满足后续信号处理的要求。本专利技术提出利用无源的反射器反射来自照射源的直达信号到无源雷达，无源雷达直达信号接收天线接收该反射信号，通过高增益天线或者信号处理对该反射信号进行提纯后，作为参考信号完成对目标的探测和定位，解决了无源雷达与照射源之间在没有通视条件下的部署和使用问题。只需要部署一个与照射源和无源雷达之间都保持通视的反射器，在信号处理中增加反射信号提纯处理算法，部署简单，成本低廉，对无源雷达改动小。以上仅为本专利技术的优选实施例，并非因此限制本专利技术的专利范围。本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本专利技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形。本专利技术的范围由权利要求及其等同物限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于反射的无源雷达参考信号获取方法，其特征在于：该方法包括以下操作步骤：(1)设置一个与广播电视台和无源雷达都能够保持通视的反射器；(2)广播电视台发射广播电视信号；(3)广播电视信号被反射器反射到无源雷达的直达信号接收天线处，得到经过反射后的直达信号；(4)无源雷达的接收处理机对收到的直达信号经过模拟下变频、AD采集和数字下变频后，得到数字基带信号；(5)经过反射后的直达信号与无遮挡时直接接收的直达信号相比，由于经历了更长的传输路径，因此会存在一个传输时延τ0，将数字基带信号反向移动，将多出来的传输时延补偿回去，防止杂波抑制和目标定位过程出现性能恶化现象；(6)经过路径补偿后的数字基带信号可以作为参考信号参与后续无源雷达信号处理过程，完成一次对于无源雷达参考信号的获取。

【技术特征摘要】
1.一种基于反射的无源雷达参考信号获取方法，其特征在于：该方法包括以下操作步骤：(1)设置一个与广播电视台和无源雷达都能够保持通视的反射器；(2)广播电视台发射广播电视信号；(3)广播电视信号被反射器反射到无源雷达的直达信号接收天线处，得到经过反射后的直达信号；(4)无源雷达的接收处理机对收到的直达信号经过模拟下变频、AD采集和数字下变频后，得到数字基带信号；(5)经过反射后的直达信号与无遮挡时直接接收的直达信号相比，由于经历了更长的传输路径，因此会存在一个传输时延τ0，将数字基带信号反向移动，将多出来的传输时延补偿回去，防止杂波抑制和目标定位过程出现性能恶化现象；(6)经过路径补偿后的数字基带信号可以作为参考信号参与后续无源雷达信号处理过程，完成一次对于无源雷达参考信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴双，
申请(专利权)人：芜湖泰贺知信息系统有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34