[發(fā)明專利]雷達(dá)信號通道誤差處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010764806.3
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN111736124B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙慶超;王宇;王偉;張毅;鄧云凱;禹衛(wèi)東;周亞石
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40;G01S7/41;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: 任巖

本公開提供一種雷達(dá)信號通道誤差處理方法，包括：將各通道信號放大并下變頻到中頻后進(jìn)行采樣和量化，得到各通道的數(shù)字信號；將各通道數(shù)字信號的有限幀數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)字解調(diào)得到有限幀基帶信號；根據(jù)得到有限幀基帶信號提取各通道相對于參考通道的通道誤差量；通道誤差量包括：幅度誤差、相位誤差和延遲誤差；將提取的延遲誤差集成到數(shù)字波束形成處理中用于補(bǔ)償脈沖延展損失的延時濾波器中；將幅度誤差、相位誤差拆分為正弦和余弦分量并集成到中頻加權(quán)系數(shù)中，進(jìn)而得到更新的加權(quán)系數(shù)；以及使用得到的更新加權(quán)系數(shù)對各通道信號加權(quán)得到兩路中頻信號，進(jìn)而進(jìn)行數(shù)字正交解調(diào)得到最終基帶輸出信號，完成雷達(dá)信號通道誤差處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及雷達(dá)數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種雷達(dá)信號通道誤差處理方法。

背景技術(shù)

為保證星載SAR(Synthetic?Aperture?Radar，合成孔徑雷達(dá))在高分辨率寬幅成像場景下的系統(tǒng)性能，如等效噪聲后向散射系數(shù)與距離模糊等，DBF(DigitalBeamforming，數(shù)字波束形成)掃描接收技術(shù)具備很大的應(yīng)用潛力，DBF掃描接收的工作原理如圖1所示。發(fā)射時，天線以俯仰向?qū)挷ㄊM(jìn)行寬幅覆蓋，接收時，天線在俯仰向的多個接收子孔徑分別以寬波束接收回波信號。各通道信號分別被低噪聲放大并下變頻到中頻后送至數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行采樣量化用于DBF合成處理。DBF合成處理等效產(chǎn)生一個在俯仰向掃描跟蹤回波的高增益窄波束，從而改善系統(tǒng)測繪性能，但對各通道信號進(jìn)行DBF合成處理時消耗數(shù)字處理資源較大，效率較低。

在實現(xiàn)本公開構(gòu)思的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)如何對多通道中頻信號進(jìn)行高效的通道誤差補(bǔ)償是一個亟待解決的技術(shù)問題。

公開內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

基于上述問題，本公開提供了一種雷達(dá)信號通道誤差處理方法，以緩解現(xiàn)有技術(shù)中雷達(dá)數(shù)據(jù)DBF合成處理時消耗數(shù)字處理資源較大，效率較低等技術(shù)問題。

(二)技術(shù)方案

本公開提供一種雷達(dá)信號通道誤差處理方法，包括：操作S1：將各通道信號放大并下變頻到中頻后進(jìn)行采樣和量化，得到各通道的數(shù)字信號；操作S2：將操作S1中各通道數(shù)字信號的有限幀數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)字解調(diào)得到有限幀基帶信號；操作S3：根據(jù)操作S2中得到的有限幀基帶信號提取各通道相對于參考通道的通道誤差量；通道誤差量包括：幅度誤差、相位誤差和延遲誤差；操作S4：將操作S3提取的延遲誤差集成到數(shù)字波束形成處理中用于補(bǔ)償脈沖延展損失的延時濾波器中；操作S5：將幅度誤差、相位誤差拆分為正弦和余弦分量并集成到中頻加權(quán)系數(shù)中，進(jìn)而得到更新的加權(quán)系數(shù)；以及操作S6：使用操作S5得到的更新加權(quán)系數(shù)對各通道信號加權(quán)求和得到兩路中頻信號，進(jìn)而進(jìn)行數(shù)字正交解調(diào)得到最終基帶輸出信號，完成雷達(dá)信號通道誤差處理。

在本公開實施例中，所述操作S1，包括：

操作S11：雷達(dá)發(fā)射機(jī)以俯仰向單通道小孔徑發(fā)射線性調(diào)頻信號覆蓋大幅寬測繪帶；以及

操作S12：俯仰向以多個接收孔徑接收地面回波，經(jīng)放大并下變頻到中頻后分別采樣存儲。

在本公開實施例中，操作S4中，將操作S3提取的所述延遲誤差Δt_i集成到FIR延遲濾波器中，得到第i通道延遲量為：

其中，c為電磁波傳播速度，為θ(t)在測繪區(qū)域中心對距離時間t的一階偏導(dǎo)值，d為多通道天線的通道間距，θ_c表示測繪帶中心視角，β_c為天線安裝角，K_r為發(fā)射信號調(diào)頻斜率，λ為發(fā)射信號載波波長，t為距離快時間，t_c為測繪帶中心點目標(biāo)回波時間。

在本公開實施例中，第i通道幅相誤差的復(fù)數(shù)形式可表示為：