[發明專利]用于探地雷達波形優化的方法

有效

• 申請號: 201810313922.6
• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN108681622B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 葉盛波;張經緯;林禹全;方廣有;劉新;劉小飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種用于探地雷達波形優化的方法，包括：

基于所建立的探地雷達模型，對原始信號波形分別去除加性干擾和乘性干擾；

將去除加性干擾和乘性干擾后的信號進行分離，建立第一個反射信號的殘余雜波的模型，并對殘余雜波模型的未知參數建立目標函數進行求解，其中，包括去除加性干擾和乘性干擾后的信號分離為包含目標反射特性的線性部分和包含第一個反射信號的殘余雜波的非線性部分，并使得分離前的信號與分離后的線性部分的信號在反射波形的主要部分一致，轉化為求解目標函數最小值的問題，得到殘余雜波的相關參數，所述反射波形的主要部分為

g_l，i，main(t)＝g_l，i(t)·window_i(t)

g′_i，main(t)＝g′_i(t)·window_i(t)

其中，時域窗函數window_i(t)滿足：

t表示為時域窗函數的窗口寬度；G_l，i為包含目標反射特性的線性部分，G′_i是第i次實測信號的頻域響應；g_l，i(t)、g′_i(t)分別是G_l，i和G′_i對應的時域波形向量；g_l，i，main(t)，g′_i，main(t)，分別是g_l，i(t)、g′_i(t)加窗后的時域波形向量；t_i＝2·h_i/c，c為電磁波在真空中傳播的速度；角標i為測量的次數；h_i為第i層的高度；角標i為測量的次數；B為雷達信號的帶寬；

以及

進一步去除第一個反射目標的殘余雜波，完成探地雷達波形的優化。

2.根據權利要求1所述的方法，在所述基于所建立的探地雷達模型，對原始信號波形分別去除加性干擾和乘性干擾的步驟之前還包括：

根據頻率步進探地雷達工作過程中的主要物理過程，建立探地雷達模型，該探地雷達模型滿足：

其中，S(ω)表示探地雷達系統接收到的反射回波；G_xx(ω)為偏置格林函數，為格林函數，二者均表示探測目標在不同頻率下的反射特性；其余參數分別表示了探地雷達系統對雷達信號的影響，其中，T₀(ω)表示收發天線間相互耦合效應；T(ω)表示電磁波從發射天線到目標然后反射回接收天線的非線性過程，TR(ω)表示電磁波從發射天線直接耦合到接收天線，然后部分信號被反射出來到達目標然后再次被目標反射到接收天線的非線性過程；R_s(ω)表示天線與被探測目標間存在的多次反射關于角頻率的表達式，ω為角頻率。

3.根據權利要求2所述的方法，其中：

所述加性干擾為探地雷達系統收、發天線間相互耦合效應T₀(ω)；

則對原始信號波形去除加性干擾后，滿足：

其中，為去除加性干擾后的信號。

4.根據權利要求2所述的方法，其中：

所述乘性干擾為探地雷達信號頻率域下的干擾項，與T(ω)、TR(ω)、R_s(ω)有關；

當目標處于天線的遠場輻射區，且收、發天線間距小于5cm時，G_xx(ω)、兩者的值相差很小，采用一個近似的特性函數G′_xx(ω)進行代替G_xx(ω)、

采用反卷積處理的方法去除所述乘性干擾：