[發(fā)明專利]一種彈載/機載雷達單脈沖前視成像處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210194856.8
• 申請日: 2012-06-13
• 公開（公告）號: CN102749620A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王鵬波;何岷;劉月珊;陳杰;楊威;門志榮
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01S13/89
• 分類號: G01S13/89
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 趙文利

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信號處理領(lǐng)域，涉及一種前視成像處理方法，具體涉及一種彈載/機載雷達單脈沖前視成像處理方法。

背景技術(shù)

雷達系統(tǒng)通過向地面發(fā)射電磁散射信號，并接收地面目標的后向散射信號來完成對地面目標的探測，在距離向通過脈沖壓縮技術(shù)來提高距離向的空間分辨率，實現(xiàn)地面目標距離向的分離，在方位向利用地面目標與雷達平臺之間相對運動所引起的多普勒頻率的變化來提高方位向的空間分辨率。然而，當(dāng)目標區(qū)域處于雷達平臺的前方區(qū)域，天線波束處于前視狀態(tài)，目標區(qū)域的多普勒調(diào)頻率幾乎為零，其結(jié)果導(dǎo)致方位向空間分辨率急劇降低，形成所謂的雷達“盲區(qū)”。在這種情況下，地面成像常常采用實波束成像，但這種方法受到天線波束寬度的限制很難獲得較高的空間分辨率。

單脈沖技術(shù)利用相互交疊的天線波束多路接收信號，通過比較接收信號的參數(shù)來獲取目標的角度信息，由于具有較高的測角精度，將單脈沖技術(shù)引入到機載/彈載雷達對地成像處理過程中，可以顯著提高圖像的質(zhì)量，使得某些具有顯著特征的目標更為清晰，位置也更為精確，將單脈沖技術(shù)引入到前視雷達系統(tǒng)中，突破傳統(tǒng)雷達體制中存在的“盲區(qū)”，有效提升雷達系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，事實上美國的C-230戰(zhàn)術(shù)運輸機的早期APN-241就具備單脈沖前視成像功能。

振幅-和差單脈沖測角的基本原理為：在一個平面內(nèi)形成兩個具有完全相同方向性函數(shù)的波束，且兩波束相互交疊，兩波束指向偏差小于波束寬度，利用這兩個波束同時接收目標的回波信號。由于兩波束指向的偏差導(dǎo)致同一目標在兩個波束內(nèi)具有不同的天線增益，將接收信號分別按照相加和相減兩種模式形成和波束、差波束兩種模式，考慮到差波束與和波束的比值與目標方位向離軸角之間近似線性關(guān)系，進而確定目標的方位位置。

傳統(tǒng)的基于單脈沖測角的前視成像處理直接將單脈沖測角技術(shù)引入到前視成像處理，在距離向采用匹配濾波處理技術(shù)來完成距離向聚焦處理，然后再將單脈沖測角處理引入方位能量的積累處理過程中，由于在定位處理之間沒有考慮雷達平臺與目標之間的相對運動增加了目標后續(xù)定位處理的難度，同時單脈沖測角處理中的線性近似處理也增加測角誤差影響方位能量的積累，降低成像處理效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決前視雷達成像處理的問題，提出了一種彈載/機載雷達單脈沖前視成像處理方法。該處理方法針對雷達載體平臺與地面目標之間存在的相對運動現(xiàn)象，通過運動補償處理來修正雷達載體平臺與地面目標之間的相對運動，一方面減小相對運動對測角的影響，另一方面也減輕了后續(xù)定位的難度，結(jié)合距離向脈壓處理、距離徙動校正處理修正測角方法，提高角度測量的精度。

本發(fā)明一種彈載/機載雷達單脈沖前視成像處理方法，首先通過距離向匹配濾波處理來完成距離向的聚焦處理，實現(xiàn)地面目標的距離向分離，接著，根據(jù)雷達平臺與目標區(qū)域的相對位置關(guān)系完成距離徙動校正處理，最后，利用單脈沖測角技術(shù)來完成方位向的定位實現(xiàn)方位能量的累積，獲得最終的成像處理結(jié)果。整個處理算法包含如下步驟：

步驟一：距離向壓縮處理

在距離向采用匹配濾波處理完成距離向的聚焦處理，實現(xiàn)目標的距離向分離。在實現(xiàn)時首先分別對和通道回波信號和差通道回波信號進行距離向傅立葉變換處理，將和通道回波信號和差通道回波信號轉(zhuǎn)換到距離頻域內(nèi)。在距離頻域內(nèi)乘以距離向補償因子S₁(f_τ)：

S1(fτ)=exp{jπfτ2b}---(1)]]>

其中：f_τ表示距離向頻率；b表示發(fā)射信號的調(diào)頻率；j表示虛數(shù)單位。