[發(fā)明專利]基于移時正交波形的多發(fā)多收合成孔徑雷達(dá)信號處理方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410029368.0
• 申請日: 2014-01-22
• 公開（公告）號: CN103760526A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王偉;王宇;鄧云凱;郭磊;徐偉;侯麗麗
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所
• 主分類號: G01S7/02
• 分類號: G01S7/02;G01S13/90
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合成孔徑雷達(dá)多發(fā)多收技術(shù)，特別是指一種基于移時正交波形的多發(fā)多收合成孔徑雷達(dá)信號處理方法。

背景技術(shù)

合成孔徑雷達(dá)是一種全天時全天候觀測系統(tǒng)，所以它在遙感領(lǐng)域具有非常重要的地位。但是隨著應(yīng)用需求對合成孔徑雷達(dá)性能要求的提升，常規(guī)合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)已經(jīng)漸漸的不能滿足當(dāng)前應(yīng)用對于觀測的要求，所以尋求新的工作模式和合成孔徑雷達(dá)體制來克服常規(guī)合成孔徑雷達(dá)性能上的不足已經(jīng)成為當(dāng)前合成孔徑雷達(dá)的主要發(fā)展方向。最近幾年，多通道SAR被認(rèn)為具有很大的應(yīng)用潛力，在合成孔徑雷達(dá)方位向上布置多個接收通道可以有效的降低合成孔徑雷達(dá)的方位向發(fā)射脈沖頻率，從而在不降低方位向分辨率的情況下擴大測繪幅寬。俯仰向上布置多個天線用于接收，可以運用DBF技術(shù)在俯仰向生成一個可以任意調(diào)整波束指向的高增益窄波束，所以俯仰向多通道可以有效的提高系統(tǒng)的接收能量，提高系統(tǒng)靈敏度，并且能夠降低距離模糊。

在未來，為了得到更高的合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)性能。多發(fā)多收(MIMO)被認(rèn)為是一種潛在的工作方式。這種方式是通過同時設(shè)置多個發(fā)射通道和多個接收通道，多個發(fā)射通道的波形必須滿足一種正交規(guī)則，從而每個通道在接收到回波之后可以有效的將來自不同發(fā)射通道的回波信號分離。多發(fā)多收合成孔徑雷達(dá)可以得到更多的相位中心用于成像、干涉、動目標(biāo)檢測或者其他應(yīng)用。對于多發(fā)多收合成孔徑雷達(dá)來說，技術(shù)的關(guān)鍵在于如何設(shè)計一組相互正交的發(fā)射波形，從而使得接收通道在接收到不同的波形后可以有效的將其分離。目前設(shè)計這種波形具有很大的難度。雖然通過分頻或分時發(fā)射都可以運用相應(yīng)的方法將信號分離，但是在遙感領(lǐng)域，更需要一種同頻帶并且可以同時發(fā)射的波形。這對于波形設(shè)計來說是一種很大的挑戰(zhàn)，所以波形設(shè)計是當(dāng)前多發(fā)多收合成孔徑雷達(dá)發(fā)展的關(guān)鍵。

綜上所述，尋找一個能夠發(fā)射同頻帶回波并且可以將接收到的來自不同發(fā)射通道的回波信號成功分離的多發(fā)多收合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)方案是一個亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提出一種基于移時正交波形的多發(fā)多收合成孔徑雷達(dá)信號處理方法。

(二)技術(shù)方案

為達(dá)成所述目的，本發(fā)明提出一種基于移時正交波形的多發(fā)多收合成孔徑雷達(dá)信號處理方法，該方法包括步驟如下：

構(gòu)建一組能同時發(fā)射而且頻帶重疊的移時正交波形，并且用不同的天線發(fā)射出去；

基于距離向數(shù)字波束形成(DBF)以及距離向數(shù)字波束形成的零點指向，接收并將混合在一起的來自不同發(fā)射通道的目標(biāo)的回波分離，獲得分離的回波信號；

將分離后的回波信號合成為多相位中心的回波信號，提高合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)性能。

(三)有益效果

本發(fā)明是能夠發(fā)射同頻帶回波并且可以將接收到的來自不同發(fā)射通道的回波信號成功分離的多發(fā)多收合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)。雷達(dá)系統(tǒng)獲取多個相位中心可以提高雷達(dá)測繪帶寬和方位向分辨率，提高干涉和動目標(biāo)檢測的性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明基于移時正交波形的多發(fā)多收合成孔徑雷達(dá)信號處理方法的流程圖；

圖2為兩發(fā)時頻關(guān)系圖；

圖3為發(fā)射信號實部；

圖4為接收信號脈沖壓縮后結(jié)果；

圖5回波脈沖重疊關(guān)系圖；

圖6為實施例一方位向收發(fā)關(guān)系圖；

圖7a-圖7f為實施例一的一維回波分離結(jié)果；

圖8a-圖8c為實施例一的二維回波分離結(jié)果；

圖9為實施例一的多普勒頻譜重建流程框圖；

圖10a-圖10d為實施例一的二維多通道成像結(jié)果。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明再作進一步詳細(xì)的說明。

本發(fā)明為一種基于移時正交波形的多發(fā)多收合成孔徑雷達(dá)信號處理方法，如圖1所示，包括以下步驟：

步驟101：構(gòu)建一組可以同時發(fā)射而且頻帶也重疊的移時正交波形，并且用不同的天線發(fā)射出去；所述同時發(fā)射而且頻帶重疊的移時正交波形是滿足在一時間范圍內(nèi)正交的發(fā)射波形。所述在一時間范圍內(nèi)正交是將線性調(diào)頻信號在脈寬內(nèi)做時間移動，且在加權(quán)函數(shù)限定的范圍內(nèi)實現(xiàn)兩種波形的互相關(guān)函數(shù)為零，表達(dá)如下：