[發(fā)明專利]合成孔徑雷達(dá)的編解碼方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810983997.5
• 申請日: 2018-08-27
• 公開（公告）號: CN108919267B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李和平;王巖飛;徐向輝;朱建光;趙達(dá)偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: 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: 張成新

本發(fā)明提供一種合成孔徑雷達(dá)的編解碼方法，該方法包括以下步驟：S1、根據(jù)合成孔徑雷達(dá)的最遠(yuǎn)作用距離和發(fā)射信號脈沖寬度對發(fā)射信號進(jìn)行調(diào)制，實(shí)現(xiàn)發(fā)射信號的多相編碼；以及S2、對發(fā)射信號對應(yīng)的回波信號進(jìn)行低通濾波，實(shí)現(xiàn)回波信號的多相解碼，其中，多相編碼和多相解碼能夠抑制合成孔徑雷達(dá)的方位向模糊和距離向模糊。根據(jù)本發(fā)明的編解碼方法對合成孔徑雷達(dá)的發(fā)射功率的利用率較高，在解決高速遠(yuǎn)作用距離帶來的方位向和距離向模糊的同時，降低了后續(xù)信號處理的壓力，使得高速平臺上的合成孔徑雷達(dá)能夠獲取遠(yuǎn)作用距離的圖像，同時避免由此引起的距離向和方位向模糊的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達(dá)波形設(shè)計領(lǐng)域，尤其涉及一種合成孔徑雷達(dá)的編解碼方法。

背景技術(shù)

應(yīng)用于高速平臺上的遠(yuǎn)作用距離的大型合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)是合成孔徑雷達(dá)一個重要的發(fā)展方向，而這種大型合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)所面臨的難題是如何保證實(shí)現(xiàn)雷達(dá)遠(yuǎn)作用距離和大測繪寬度的前提下，抑制方位向和距離向模糊。

平臺高速運(yùn)行會使得方位向多普勒帶寬很大，例如：X波段雷達(dá)(中心頻率：9.5GHz，波長：0.03m)安裝在飛行速度為300m/s的飛機(jī)上，天線方位向波束寬度為2°，此時產(chǎn)生回波信號方位向帶寬為698Hz；如果飛機(jī)的速度為60m/s，對應(yīng)的回波信號方位向帶寬為140Hz。兩者之間相差了5倍。根據(jù)乃奎斯特采樣定理，方位向采樣率(PRF)必須大于多普勒帶寬，所以在高速平臺上，PRF必須大于698Hz，考慮到天線的方位向旁瓣的影響，PRF值還要更高一些，否則會產(chǎn)生方位向模糊。這就高出中速或低速平臺上合成孔徑雷達(dá)所需要PRF值很多。

機(jī)載合成孔徑雷達(dá)的遠(yuǎn)作用距離的實(shí)現(xiàn)為：發(fā)射一個脈沖，等到最遠(yuǎn)距離所有回波都回來后才發(fā)射下一個脈沖。如果這里的最遠(yuǎn)距離以技術(shù)指標(biāo)上的最遠(yuǎn)作用距離為參考得到脈沖的收發(fā)周期，帶來的問題是比它遠(yuǎn)的目標(biāo)回波就會與下一個脈沖的近處的目標(biāo)回波混疊在一起，從而產(chǎn)生距離向模糊。因此，為了防止距離模糊，如果最遠(yuǎn)作用距離為250km，對應(yīng)的最大PRF為500Hz。

因此，對于安裝在速度為300m/s的飛機(jī)上的合成孔徑雷達(dá)，要達(dá)到250km的作用距離，傳統(tǒng)方法無法選擇合適的PRF值，保證既不距離向模糊，又不方位向模糊。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述問題的至少一個方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種合成孔徑雷達(dá)的編解碼方法，能夠同時抑制距離向模糊和方位向模糊，并且可以極大的減輕距離匹配濾波的壓力。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種合成孔徑雷達(dá)的編解碼方法，該方法包括以下步驟：S1、根據(jù)合成孔徑雷達(dá)的最遠(yuǎn)作用距離和發(fā)射信號脈沖寬度對發(fā)射信號進(jìn)行調(diào)制，實(shí)現(xiàn)發(fā)射信號的多相編碼；以及S2、對發(fā)射信號對應(yīng)的回波信號進(jìn)行低通濾波，實(shí)現(xiàn)回波信號的多相解碼，其中，多相編碼和多相解碼能夠抑制合成孔徑雷達(dá)的方位向模糊和距離向模糊。

根據(jù)本發(fā)明的合成孔徑雷達(dá)的編解碼方法的一些實(shí)施例，步驟S1包括：S1.1、根據(jù)合成孔徑雷達(dá)參數(shù)設(shè)置發(fā)射信號的脈沖寬度，根據(jù)脈沖寬度得到對應(yīng)的距離寬度；S1.2、將合成孔徑雷達(dá)的最遠(yuǎn)作用距離和距離寬度的和分為N等份，N為正整數(shù)；以及S1.3、將多相編碼中相位的數(shù)目設(shè)置為N，發(fā)射信號采用不同的初相進(jìn)行調(diào)制，實(shí)現(xiàn)發(fā)射信號的多相編碼。

根據(jù)本發(fā)明的合成孔徑雷達(dá)的編解碼方法的一些實(shí)施例，步驟S1.1中的合成孔徑雷達(dá)參數(shù)包括：雷達(dá)中心頻率，載機(jī)的飛行速度、方位向波束寬度、最遠(yuǎn)作用距離、測繪帶寬和發(fā)射機(jī)的工作比。

根據(jù)本發(fā)明的合成孔徑雷達(dá)的編解碼方法的一些實(shí)施例，通過下式確定N的值：

其中，α表示發(fā)射機(jī)的工作比，R_max表示最遠(yuǎn)作用距離，W表示測繪帶寬。

根據(jù)本發(fā)明的合成孔徑雷達(dá)的編解碼方法的一些實(shí)施例，步驟S1.3包括：計算出方位向采樣率，并根據(jù)方位向采樣率得到采樣周期，在不同的采樣周期對發(fā)射信號采用不同的初相進(jìn)行調(diào)制。