一种SAR内定标信号的处理方法技术

本公开提供一种SAR内定标信号的处理方法，包括：构建内定标参考函数；将所述内定标参考函数拟合成为归一化时间变量的线性调频多项式模型；以及通过一阶相位系数值校正不同初始条件下内定标信号的相位，完成不同初始条件下内定标信号的脉冲压缩。所构建的SAR内定标线性调频多项式函数模型以及相位校正方法，解决了SAR内定标信号在不同开机时刻的线性相位差异问题，具有良好的数据稳定性和适应性，适用于不同初始条件下的SAR内定标信号在温度漂移和时间偏移过程中的脉冲压缩仿真。移和时间偏移过程中的脉冲压缩仿真。移和时间偏移过程中的脉冲压缩仿真。

【技术实现步骤摘要】
一种SAR内定标信号的处理方法


[0001]本公开涉及雷达及信号处理
，尤其涉及一种合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)内定标信号的建模与仿真方法。

技术介绍

[0002]SAR作为重要的对地观测手段，具有全天时、全天候的成像能力。SAR内定标信号综合反映了该时刻SAR雷达的幅相特性，实时内定标回路数据的响应函数是SAR雷达对理想线性调频信号的时域响应。实时内定标响应函数在SAR距离向脉冲压缩时，可同时实现幅度校正和相位补偿；实时内定标响应函数也可以构建成幅度与相位多项式模型，作为距离向匹配滤波器，完成SAR距离向的脉冲压缩。因此，实时内定标数据已广泛应用于同时刻的幅度与相位补偿以及距离向匹配滤波的多项式模型。
[0003]由于SAR内定标响应函数与SAR雷达线性调频性能参数之间存在高度关联性，将SAR内定标信号拟合成线性调频的参考函数模型，与任意状态的SAR内定标信号进行脉冲压缩，能够准确地仿真出SAR雷达的脉冲压缩性能，可应用在不同初始条件下，SAR雷达系统脉冲压缩性能测试。
[0004]但是，SAR雷达开机时刻存在有固定的收发频偏，使得SAR内定标响应函数模型仅适用于该起始时刻SAR雷达脉冲压缩随时间或温度漂移的性能仿真。任意状态下，由于SAR晶体振荡器相位噪声所产生的频偏差异，对不同开机时刻产生了不同的线性相位，引起了线性调频信号模型中相位函数的变化。
[0005]因此，建立SAR内定标响应函数模型，并适用于不同初始状态下的SAR内定标信号的脉冲压缩仿真，是SAR雷达系统脉冲压缩性能仿真测试的关键技术问题。

技术实现思路

[0006](一)要解决的技术问题
[0007]基于上述问题，本公开提供了一种SAR内定标信号的处理方法，以解决现有技术中，对于不同开机时刻，因频偏差异产生的线性相位变化，所导致的SAR内定标信号线性调频多项式模型中相位函数的变化问题。
[0008](二)技术方案
[0009]本公开提供一种SAR内定标信号的处理方法，包括：构建内定标参考函数；将所述内定标参考函数拟合成为归一化时间变量的线性调频多项式模型；以及通过一阶相位系数值校正不同初始条件下内定标信号的相位，完成不同初始条件下内定标信号的脉冲压缩。
[0010]根据本公开实施例，所述构建内定标参考函数，包括：根据SAR雷达参数，将发射脉冲宽度时间归一化，得到线性调频参考函数；对内定标回路数据进行处理，得到内定标响应函数；以及将所述线性调频参考函数与所述内定标响应函数进行处理，得到内定标参考函数。
[0011]根据本公开实施例，所述对内定标回路数据进行处理，得到内定标响应函数，包
括：对发射内定标、接收内定标和公用内定标三个内定标回路数据进行处理，得到内定标响应函数组；以及根据内定标次数进行均值处理，得到内定标响应函数。
[0012]根据本公开实施例，所述将所述线性调频参考函数与所述内定标响应函数进行处理，得到内定标参考函数，包括：将所述线性调频参考函数与所述内定标响应函数进行脉冲压缩，得到幅度输出包络；根据所述幅度输出包络与所述线性调频参考函数进行时延补偿，获得内定标参考函数。
[0013]根据本公开实施例，所述将所述内定标参考函数拟合成为归一化时间变量的线性调频多项式模型，包括：获取归一化时间变量，并依此得到所设定的幅度拟合多项式和相位拟合多项式；以所设定的幅度和相位拟合多项式系数，求解最小二乘方程组系数矩阵的条件数，当条件数达到设定上限时，得到最大拟合阶数；以及根据幅度和相位拟合多项式，计算幅度和相位拟合参考函数的脉压包络与理想包络的均方根误差，并实现幅度和相位多项式的全拟合，确定多项式拟合系数以及最终拟合阶数。
[0014]根据本公开实施例，所述获取归一化时间变量并依此得到所设定的幅度拟合多项式和相位拟合多项式，包括：根据SAR雷达参数，将雷达脉宽时间取归一化作为多项式拟合的时间变量；根据所述内定标参考函数读取幅度数值曲线，并处理得到待拟合的幅度数值曲线；以及根据所述内定标参考函数读取相位数值曲线，并处理得到待拟合的相位数值曲线。
[0015]根据本公开实施例，所述以所设定的幅度和相位拟合多项式系数，求解最小二乘方程组系数矩阵的条件数，当条件数达到设定上限时，得到最大拟合阶数，包括：对于所设定的幅度或相位拟合多项式系数，所求解最小二乘方程组可表示为：
[0016][0017]其中，(a0，a1，
…
，a
m
)表示多项式拟合系数，表示待拟合幅度或相位数值曲线(x
i
，y
i
)，(i＝1，2，
…
，N
rr
)的最小二乘极值条件；所求解系数矩阵的条件数为cond2(V)＝||V||2·
||V
‑1||2；其中，V表示系数矩阵，||
·
||2表示2的范数矩阵，当系数矩阵(V
T
·
V)的条件数cond2(V)＝||V||2·
||V
‑1||2达到规定上限时，确定所拟合多项式的最大拟合阶数。
[0018]根据本公开实施例，所述根据幅度和相位拟合多项式，计算幅度和相位拟合参考函数的脉压包络与理想包络的均方根误差，并实现幅度和相位多项式的全拟合，确定多项式拟合系数以及最终拟合阶数，包括：获取幅度拟合参考函数和相位拟合参考函数；将幅度拟合参考函数和相位拟合参考函数分别与内定标参考函数进行脉冲压缩，得到幅度和相位输出脉压幅度包络；以及获取理想脉压幅度输出包络，并与幅度和相位输出脉压幅度包络进行归一化处理，得到主瓣和第一、第二峰值，计算不同拟合阶数下的均方根误差，当取得
最小值且小于最大拟合阶数时，获得最终的多项式拟合系数为：
[0019][0020]其中，m、n分别为幅度和相位多项式拟合系数。
[0021]根据本公开实施例，所述通过一阶相位系数值校正不同初始条件下内定标信号的相位，完成不同初始条件下内定标信号的脉冲压缩，包括：创建不同初始条件下内定标回路响应函数；通过一阶相位系数值校正不同初始条件下内定标信号的相位：一阶相位系数值为其中，B为SAR系统带宽，f
s
为采样频率，n
int
为插值倍数，Δ
′
cal
为内定标参考函数与线性调频参考函数经插值后的脉压峰值偏移量；通过一阶相位系数值校正并更新相位正交拟合多项式后，得到正交相位多项式数值曲线；根据幅度多项式数值曲线与正交相位多项式数值曲线，获得参考函数模型；以及将参考函数模型与不同初始条件下的内定标参考函数进行脉冲压缩，获得脉压幅度输出包络，完成脉冲压缩。
[0022](三)有益效果
[0023]从上述技术方案可以看出，本公开SAR内定标信号的处理方法至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：
[0024](1)适用于不同时刻与温度等不同初始条件下，SAR内定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SAR内定标信号的处理方法，包括：构建内定标参考函数；将所述内定标参考函数拟合成为归一化时间变量的线性调频多项式模型；以及通过一阶相位系数值校正不同初始条件下内定标信号的相位，完成不同初始条件下内定标信号的脉冲压缩。2.根据权利要求1所述的SAR内定标信号的处理方法，所述构建内定标参考函数，包括：根据SAR雷达参数，将发射脉冲宽度时间归一化，得到线性调频参考函数；对内定标回路数据进行处理，得到内定标响应函数；以及将所述线性调频参考函数与所述内定标响应函数进行处理，得到内定标参考函数。3.根据权利要求2所述的SAR内定标信号的处理方法，所述对内定标回路数据进行处理，得到内定标响应函数，包括：对发射内定标、接收内定标和公用内定标三个内定标回路数据进行处理，得到内定标响应函数组；以及根据内定标次数进行均值处理，得到内定标响应函数。4.根据权利要求2所述的SAR内定标信号的处理方法，所述将所述线性调频参考函数与所述内定标响应函数进行处理，得到内定标参考函数，包括：将所述线性调频参考函数与所述内定标响应函数进行脉冲压缩，得到幅度输出包络；根据所述幅度输出包络与所述线性调频参考函数进行时延补偿，获得内定标参考函数。5.根据权利要求1所述的SAR内定标信号的处理方法，所述将所述内定标参考函数拟合成为归一化时间变量的线性调频多项式模型，包括：获取归一化时间变量，并依此得到所设定的幅度拟合多项式和相位拟合多项式；以所设定的幅度和相位拟合多项式系数，求解最小二乘方程组系数矩阵的条件数，当条件数达到设定上限时，得到最大拟合阶数；以及根据幅度和相位拟合多项式，计算幅度和相位拟合参考函数的脉压包络与理想包络的均方根误差，并实现幅度和相位多项式的全拟合，确定多项式拟合系数以及最终拟合阶数。6.根据权利要求5所述的SAR内定标信号的处理方法，所述获取归一化时间变量并依此得到所设定的幅度拟合多项式和相位拟合多项式，包括：根据SAR雷达参数，将雷达脉宽时间取归一化作为多项式拟合的时间变量；根据所述内定标参考函数读取幅度数值曲线，并处理得到待拟合的幅度数值曲线；以及根据所述内定标参考函数读取相位数值曲线，并处理得到待拟合的相位数值曲线。7.根据权利要求5所述的SAR内定标信号的处理方法，所述以所设定的幅度和相位拟合多项式系数，求解最小二乘方程组系数矩阵的条件数，当条件数达到设定上限时，得到最大拟合阶数，包括：对于所设定的幅度或相位拟合多项式系数，求解最小二乘...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈汀，潘洁，杨宏，张萌，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：