[發(fā)明專利]一種機場跑道異物檢測系統(tǒng)背景對消的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611129662.4
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106597556B
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 溫鑫;郭洧華;張璐;張鵬;費鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 北京無線電計量測試研究所
• 主分類號: G01V3/12
• 分類號: G01V3/12
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 付生輝;張雪梅

本發(fā)明公開一種機場跑道異物檢測系統(tǒng)背景對消的方法，包括：S1、利用空背景的頻域回波信號的采樣數(shù)據(jù)對目標的頻域回波信號的采樣數(shù)據(jù)進行背景對消，得到背景對消后的數(shù)據(jù)；S2、利用不同的時間窗對背景對消后的數(shù)據(jù)進行加窗濾波處理，得到目標的時域回波數(shù)據(jù)。本發(fā)明可有效地抑制機場跑道異物檢測系統(tǒng)中的背景噪聲。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機場跑道異物檢測系統(tǒng)。更具體地，涉及一種機場跑道異物檢測系統(tǒng)背景對消的方法。

背景技術(shù)

由于機場跑道異物檢測系統(tǒng)探測距離相對較遠，目標的回波幅度往往十分微弱，在進行目標檢測時，一方面需要提高雷達探測系統(tǒng)的靈敏度，另一方面需要背景噪聲足夠低，才能準確有效地提取出目標回波的真實信息。背景噪聲通常是指除目標回波以外所有進入雷達接收機的外來干擾信號，例如，檢測系統(tǒng)支架和地面等雜波散射信號。因此，有效地抑制背景噪聲是機場跑道異物檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。

目前，寬帶毫米波線性調(diào)頻連續(xù)波雷達的噪聲抑制的方法主要是包括線性處理方法和非線性處理方法。線性處理方法包括線性濾波器和各種均值濾波器，該方法的優(yōu)點是易于設(shè)計及工程實現(xiàn)，實時性強。非線性處理方法主要是基于信號統(tǒng)計特性，例如，主分量分析(PCA)、小波變換(WAVELET)等，該方法對特定的環(huán)境中噪聲抑制非常有效，但是，該方法的計算量較大，很難保證系統(tǒng)的實時性。機場跑道異物檢測系統(tǒng)要求能夠?qū)崟r檢測機場跑道存在的碎片，非線性處理的噪聲抑制方法很難滿足實際需求。頻域背景對消噪聲抑制方法尤其適用于靜止目標，而隨著機場跑道異物檢測系統(tǒng)轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動以及外部測試環(huán)境發(fā)生變化，該方法不能有效地對消背景噪聲；時域門技術(shù)是一種對頻域采樣數(shù)據(jù)進行逆傅立葉變換后時域加窗的信號處理方法，該方法對測試范圍以外的雜波干擾抑制效果非常好，但是，對成像區(qū)域內(nèi)的雜波干擾無能為力。

因此，需要提供一種針對機場跑道目標回波信號的特點，結(jié)合頻域背景對消技術(shù)和時域加窗技術(shù)的優(yōu)勢，能夠有效地抑制機場跑道異物檢測系統(tǒng)中的背景噪聲、提高檢測系統(tǒng)的動態(tài)范圍的機場跑道異物檢測系統(tǒng)背景對消的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種機場跑道異物檢測系統(tǒng)背景對消的方法，以實現(xiàn)有效抑制目標回波信號中的雜波干擾，提高機場跑道異物檢測系統(tǒng)的動態(tài)范圍，保證機場跑道異物檢測系統(tǒng)對小目標的檢測能力。

為達到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種機場跑道異物檢測系統(tǒng)背景對消的方法，包括如下步驟：

S1、利用空背景的頻域回波信號的采樣數(shù)據(jù)對目標的頻域回波信號的采樣數(shù)據(jù)進行背景對消，得到背景對消后的數(shù)據(jù)；

S2、利用不同的時間窗對背景對消后的數(shù)據(jù)進行加窗濾波處理，得到目標的時域回波數(shù)據(jù)，完成干擾雜波信號的抑制。

優(yōu)選地，所述背景對消后的數(shù)據(jù)為：

其中，為空背景頻域回波信號的采樣數(shù)據(jù)；為目標的頻域回波信號的采樣數(shù)據(jù)；ω_i為回波信號頻率方向的第i個采樣點的頻率，為回波信號角度方向第k個采樣點的角度。

優(yōu)選地，步驟S2的具體過程為：

S2.1、定義時間窗函數(shù)：

其中，c為光速；l₂、l₁分別表示在角度下，機場跑道異物檢測系統(tǒng)發(fā)射檢測信號的檢測點與發(fā)射信號指向軸心和跑道兩側(cè)的兩個交點之間的距離，通過角度指定成像區(qū)域的范圍計算的計算公式為：

其中，A為機場跑道異物檢測系統(tǒng)的檢測點間距，B為跑道寬度，C為檢測點距離跑道的直線距離，在角度下，時間窗的范圍為[l₂/c,l₁/c]；