[發明專利]一種機場跑道異物檢測雷達信號預處理方法

有效

• 申請號: 201611129998.0
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106814359B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 張鵬;郭洧華;張璐;費鵬;溫鑫
• 申請（專利權）人: 北京無線電計量測試研究所
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/41
• 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

1.一種機場跑道異物檢測雷達信號預處理方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

S1、建立理想目標回波信號經混頻后得到的理想中頻信號的信號模型，并引入相位誤差函數和相位誤差的指數函數建立存在頻率偏移的目標回波信號經混頻后得到的實測中頻信號的信號模型，所述理想中頻信號的信號模型為：

其中，f_c為雷達發射信號的載波頻率，α＝B/T為雷達發射信號的掃頻斜率，B為雷達發射信號的信號帶寬，T為雷達發射信號的掃頻周期，τ為回波時延；

存在頻率偏移的目標回波信號經混頻后得到的實測中頻信號的信號模型為：

其中，ε(t)為相位誤差函數，s_ε(t)為相位誤差的指數函數；

S2、根據中頻信號相位誤差計算得到相位誤差函數值，并根據相位誤差函數值得到相位誤差的指數函數值，進一步包括：

目標的回波時延為τ＝2R/c，其中R為目標與雷達間的距離，c為自由空間中的光速，則中頻信號相位誤差函數為：

ε_if(t,τ)＝ε(t)-ε(t-τ)≈τε'(t)

由實測中頻信號的相位與理想中頻信號的相位相減得到中頻信號相位誤差ε_if(t,τ)，通過中頻信號相位誤差函數計算得到相位誤差函數的導數值ε'，再對相位誤差函數的導數值ε'積分得到相位誤差函數值：ε＝∫ε'dt；

根據相位誤差函數值ε得到相位誤差的指數函數值s_ε；

S3、根據實測中頻信號的信號模型和相位誤差函數的指數函數值計算得到雷達發射信號非線性校正后的中頻信號，進一步包括：

將實測中頻信號的信號模型乘以相位誤差的指數函數的共軛得到雷達發射信號非線性校正后的中頻信號：

S4、在距離頻域對雷達發射信號非線性校正后的中頻信號和相位誤差的指數函數值進行匹配濾波，其中，對雷達發射信號非線性校正后的中頻信號進行匹配濾波得到的匹配濾波后的中頻信號為：

其中，ε_RVP(t)為殘余視頻相位誤差函數；

對相位誤差的指數函數值進行匹配濾波得到匹配濾波后的相位誤差的指數函數值為：

S5、根據匹配濾波后的中頻信號和相位誤差的指數函數值計算得到頻率偏移校正后的中頻信號。

2.根據權利要求1所述的機場跑道異物檢測雷達信號預處理方法，其特征在于，步驟S5進一步包括：

將匹配濾波后的中頻信號乘以匹配濾波后的相位誤差的指數函數值得到頻率偏移校正后的中頻信號：

s_if4(t)＝s_if3s_εRVP＝exp(j2π(f_cτ+αtτ))。