[發明專利]一種雷達多普勒波束銳化的優化方法

有效

• 申請號: 201710206950.3
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106970386B
• 公開（公告）日: 2019-09-03
• 發明（設計）人: 劉崢;宋小圓;冉磊;李燾
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;G01S7/41
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

本發明公開了一種雷達多普勒波束銳化的優化方法，其主要思路為：確定雷達，雷達在其檢測范圍內發射脈沖，且雷達檢測范圍內存在若干個目標，然后確定脈沖重復頻率PRF；設定多普勒波束銳化作用階段雷達對存在所有目標的區域進行掃描的方位角掃描范圍，并根據所述方位角掃描范圍計算得到Z幀子圖，計算脈沖壓縮處理后第z幀子圖的距離時域、方位時域的N×M維回波信號矩陣Sr_pc[N,M]；對Sr_pc[N,M]依次進行高度雜波處理、多普勒中心頻率估計、距離走動校正處理、掃描角中心補償、多普勒濾波處理、幾何形變校正處理和多普勒波束銳化處理，得到第z幀子圖在距離時域、方位頻域對應的多普勒波束銳化子圖像數據；令z加分別取1至Z，進而得到雷達成像的多普勒波束銳化圖像矩陣。

技術領域

本發明屬于數字信號處理技術領域，特別涉及一種雷達多普勒波束銳化的優化方法，是一種基于成像波束寬、作用距離遠的彈載多普勒波束銳化(DBS)方法，適用于彈載雷達對海/地面場景的多目標分辨實時成像。

背景技術

隨著科學技術的不斷進步發展，現代電子化、信息化戰爭對于現代雷達提出越來越高的要求，高速、高分辨力和高命中精度已成為精確制導的導彈武器系統發展方向，多普勒波束銳化(DBS)因具有全天候、全天時工作等特點，已成為眾多精確制導探測技術中常用的一種方式。多普勒波束銳化(DBS)是一種能實時提供大面積的中等分辨率海面圖像或地面圖像的成像技術，因該技術具有運算負荷較低、實時性較強、成像視角范圍較寬的優勢，所以無論在軍事還是在民用上都有非常重要的作用。

目前提出的多普勒波束銳化(DBS)方法主要有：楊波在“機載雷達多普勒波束銳化算法改進，現代雷達，2008,30(11)：53-55”提出用改進的頻率響應(FR)濾波取代快速傅里葉變換(FFT)形式進行多普勒波束銳化方法，然而此方法要求系統分階段調整脈沖重復頻率和相干積累脈沖個數，對雷達收發系統和信號實時處理的要求比較高，在彈載平臺上工程實現比較困難。

張輝等人在“DBS成像技術在毫米波雷達導引頭中的應用，火控雷達技術，2014,43(2)：30-34”中提出基于SPECAN算法的DBS方法，此方法通過脈沖壓縮得到一維距離向圖，再通過方位向距離走動校正和FFT處理得到距離多普勒二維DBS圖像；然而此方法卻只適用于作用距離近的情況。

現代彈載雷達多普勒波束銳化(DBS)要求雷達能在作用距離遠、成像波束寬的情況下為系統提供質量較好的圖像，而以上兩種方法都不能滿足此要求；此外，以上兩種方法在設計系統參數脈沖重復頻率時，都只考慮了多普勒波束銳化(DBS)全程不模糊的情況，也都避開了距離模糊和高度雜波的影響，所以都沒有去除高度雜波的操作；因此在成像波束寬的條件下，以上兩種方法產生的多普勒波束銳化(DBS)作用距離都很近，現階段實用性都不大，且都對系統硬件平臺要求高，工程上也都難以實現。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明的目的在于提出一種彈載雷達多普勒波束銳化方法，該種雷達多普勒波束銳化方法針對現有方法DBS作用距離近、應用范圍小的不足，在保證雷達成像質量的情況下，以成像波束寬、作用距離遠為應用背景，調整參數設計方式，擴大應用范圍，能夠滿足實際應用中對雷達作用距離和實時性的要求。

本發明的主要思路：根據雷達固有參數和技術要求，設計合理的DBS脈沖重復頻率和脈沖積累時間；鑒于參數設計階段無法在時域上消除高度雜波，利用重頻不變快速傅里葉變換(FFT)法在信號處理階段消除高度雜波；最后對雷達成像場景進行DBS成像。

為達到上述技術目的，本發明采用如下技術方案予以實現。

一種雷達多普勒波束銳化的優化方法，包括以下步驟：

步驟1，確定雷達，雷達采樣頻率為F_s，雷達在其檢測區域內發射脈沖，且雷達檢測區域內存在若干個目標，然后確定脈沖重復頻率PRF；