本发明专利技术公开了一种外场时频近场宽带信号的接收校正方法，包括：接收标校节点发送的标校信号；对接收到的标校信号进行匹配滤波，并选择信噪比最高的节点作为参考节点；基于接收节点与标校节点之间的距离对接收到的标校信号进行延迟补偿，以向参考节点对齐；保持系统稳定，在一定时间内持续接收标校信号，并进行延迟补偿后，计算相邻两次信号测出的误差；根据误差计算补偿系数，并对后续接收数据进行校正，以实现节点之间幅相误差的校正。本发明专利技术通过标校节点发射标校信号，并利用标校节点和接收节点之间的距离计算校正系数，实现了近场阵列信号幅相误差的校正；该方法不需要额外的硬件电路，且不受阵型限制，对近场阵列信号处理具有普适性。具有普适性。具有普适性。
【技术实现步骤摘要】
一种外场时频近场宽带信号的接收校正方法及装置
[0001]本专利技术属于雷达
，具体涉及一种外场时频近场宽带信号的接收校正方法及装置。
技术介绍
[0002]阵列雷达是一种相对普遍常用的雷达系统，是指在雷达接收端使用多个单元天线以一定规律组成阵列天线。当目标距离大于一定的距离的时候，目标处于辐射远场区，此时认为接收天线接收的是平面波；而距离小于该数值的时候则认为此时接收天线接收的为球面波。分布式雷达的孔径可以达到百米，当目标处于近场区时，远场的校正模型就会出现偏差甚至于完全失效。
[0003]由于硬件本身存在差异，以及雷达周边环境等多种因素，实际中天线阵列的各个节点的福相特性是存在很大差异的，从基带到天线口的各个接收节点的幅度、相位不一致，将严重降低阵列雷达系统后续进行信号处理的性能。且相较于窄带信号，宽带信号更容易受到干扰以及误差的影响，也会对后续信号处理产生很大的影响。所以在同一时频的基准下，在对于近场宽带信号需要进行接收节点之间的校正，使得每个接收节点之间的幅度、相位一致。
[0004]目前，现有技术对于阵列信号的接收校正主要是从硬件方向进行的，其大多需要设计额外的校正电路，且现有的方法主要是针对远场阵列信号接收校正的，尚未有针对近场宽带阵列信号接收校正的技术方案。
技术实现思路
[0005]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种外场时频近场宽带信号的接收校正方法及装置。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：第一方面，本专利技术提供了一种外场时频近场宽带信号的接收校正方法，包括：步骤1：接收标校节点发送的标校信号；其中，所述标校节点设置在天线阵列近场范围内，且与各接收节点指向一致；步骤2：对接收到的所述标校信号进行匹配滤波，并选择信噪比最高的接收节点作为参考节点；步骤3：基于接收节点与标校节点之间的距离对接收到的所述标校信号进行延迟补偿，以向所述参考节点对齐；步骤4：保持系统稳定，在一定时间内持续接收标校信号，并按照步骤3的操作进行延迟补偿后，计算相邻两次信号测出的误差；步骤5：根据所述误差计算补偿系数，并基于所述补偿系数对后续接收数据进行校正，以实现各接收节点之间幅相误差的校正。
[0006]在本专利技术的一个实施例中，所述标校信号为线性调频信号，其表达式为：
其中，表示线性调频信号，为时间变量，表示虚数单位，为矩形脉冲，其表达式为：表达式为：为矩形函数，表示载波频率，表示调频斜率，表示雷达脉冲宽度。
[0007]在本专利技术的一个实施例中，步骤3包括：31) 计算第个接收节点的相位中心与标校节点的相位中心距离的延迟，计算公式为：其中，表示第个接收节点相位中心到标校节点相位中心的距离，表示选择的参考节点相位中心到标校节点相位中心的距离，表示光速，为接收节点序号；32) 根据步骤31)计算的延迟对各个接收节点的接收信号进行延时相位补偿，其表达式为：其中，表示第个接收节点延时补偿后的接收信号，为频率变量，表示第个接收节点接收到的标校信号，表示载波频率，表示带宽。
[0008]在本专利技术的一个实施例中，在步骤4中，所述在一定时间内持续接收标校信号，包括：按照5分钟一次的频率在30分钟内持续接收所述标校节点发送的标校信号。
[0009]在本专利技术的一个实施例中，在步骤5中，所述补偿系数的计算公式为：其中，表示第个接收节点的补偿系数，表示取模值，表示传统校正系数，其表达式为：其中，表示取信号频谱上的最大值，是各个接收节点经过延时补偿后的信号， 是参考节点经过延时补偿的信号，是的相位，为接收节点序号。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，在步骤5中，基于所述补偿系数对后续接收数据进行校正的表达式为：
其中，表示校正后的信号数据。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，还包括：步骤6：对校正后的接收数据进行匹配滤波和相干积累，以验证信噪比的提升效果。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，步骤6包括：根据所述标校信号设计匹配滤波器；利用设计好的匹配滤波器对步骤5中校正后的接收数据进行处理，并对各个接收节点的数据进行叠加，以验证相干叠加信噪比的提升效果。
[0013]第二方面，本专利技术提供了一种外场时频近场宽带信号的接收校正装置，包括：数据接收模块，用于接收标校节点发送的标校信号；其中，所述标校节点设置在天线阵列近场范围内，且与各接收节点指向一致；数据处理模块，用于对接收到的所述标校信号进行匹配滤波，并选择信噪比最高的接收节点作为参考节点；延迟补偿模块，用于基于接收节点与标校节点之间的距离对接收到的所述标校信号进行延迟补偿，以向所述参考节点对齐；误差计算模块，用于保持系统稳定，在一定时间内持续接收标校信号，并按照步骤3的操作进行延迟补偿后，计算相邻两次信号测出的误差；误差校正模块，用于根据所述误差计算补偿系数，并基于所述补偿系数对后续接收数据进行校正，以实现各接收节点之间幅相误差的校正。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，还包括：验证模块，用于对校正后的接收数据进行匹配滤波和相干积累，以验证信噪比的提升效果。
[0015]本专利技术的有益效果：1、本专利技术提供的方法通过标校节点发射标校信号，并利用标校节点和接收节点之间的距离计算校正系数，实现了近场阵列信号幅相误差的校正；该方法不需要额外的硬件电路，且不受阵型限制，对近场阵列信号处理具有普适性；2、本专利技术提供的方法还使得校正后的信号具有更高的信噪比，进一步提升了接收信号的性能；3、本专利技术提供的方法为同一时频下的接收校正，没有时差带来的额外误差，提升了校正性能。
[0016]以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例提供的一种外场时频近场宽带信号的接收校正方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的近场接收校正的模型图；图3是本专利技术实施例提供的一种外场时频近场宽带信号的接收校正装置的结构示意图。
具体实施方式
[0018]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0019]实施例一请参见图1，图1是本专利技术实施例提供的一种外场时频近场宽带信号的接收校正方法的流程示意图，其包括：步骤1：接收标校节点发送的标校信号；其中，标校节点设置在天线阵列近场范围内，且与各接收节点指向一致。
[0020]具体地，请参见图2，图2是本专利技术实施例提供的近场接收校正的模型图。
[0021]首先，在阵列近场范围内设置标校节点，并在各接收节点指向一致的情况下发出标校信号。其中，标校信号可以采用标校塔或者无人机作为发射端进行发射。
[0022]在本实施例中，标校信号为线性调频信号，其表达式为：其中，表示线性调频信号，为时间变量，表示虚数单位，为矩形脉冲，其表达式为：表达式为：为矩形函数，也称单位矩形窗信号，表达式为：为矩形函数，也称单位矩形窗信号，表达式为：表示信号载频，表示调频斜率，表示雷达脉冲宽度。
[0023]然后，采集各个接收节点接收到的标校信号。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种外场时频近场宽带信号的接收校正方法，其特征在于，包括：步骤1：接收标校节点发送的标校信号；其中，所述标校节点设置在天线阵列近场范围内，且与各接收节点指向一致；步骤2：对接收到的所述标校信号进行匹配滤波，并选择信噪比最高的接收节点作为参考节点；步骤3：基于接收节点与标校节点之间的距离对接收到的所述标校信号进行延迟补偿，以向所述参考节点对齐；步骤4：保持系统稳定，在一定时间内持续接收标校信号，并按照步骤3的操作进行延迟补偿后，计算相邻两次信号测出的误差；步骤5：根据所述误差计算补偿系数，并基于所述补偿系数对后续接收数据进行校正，以实现各接收节点之间幅相误差的校正。2.根据权利要求1所述的外场时频近场宽带信号的接收校正方法，其特征在于，所述标校信号为线性调频信号，其表达式为：其中，表示线性调频信号，为时间变量，表示虚数单位，为矩形脉冲，其表达式为：式为：为矩形函数，表示载波频率，表示调频斜率，表示雷达脉冲宽度。3.根据权利要求1所述的外场时频近场宽带信号的接收校正方法，其特征在于，步骤3包括：31) 计算第个接收节点的相位中心与标校节点相位中心距离的延迟，计算公式为：其中，表示第个接收节点相位中心到标校节点相位中心的距离，表示选择的参考节点相位中心到标校节点相位中心的距离，表示光速，为接收节点序号；32) 根据步骤31)计算的延迟对各个接收节点的接收信号进行延时相位补偿，其表达式为：其中，表示第个接收节点延时补偿后的接收信号，为频率变量， 表示虚数单位，表示第个接收节点接收到的标校信号，表示载波频率，表示带宽。4.根据权利要求1所述的外场时频近场宽带信号的接收校正方法，其特征在于，在步骤4中，所述在一定时间内持续接收标校信号，包括：
按照5分钟一次的频率在30分钟内持续接收所述标校节点发送的标校信号。5.根据权利要求1所述的外场时频近场宽带信号的接收校正方法，其特征在于，在步骤5中，所述补...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾操，王雅琪，陶海红，王启鑫，张玉洪，李世东，陈伯孝，廖桂生，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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