[發(fā)明專利]用于合成孔徑無源定位系統(tǒng)中的雷達波束寬度設計方法

在審

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• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113702971A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設計）人: 王裕旗;孫光才;邢孟道;張瑜;張子敬
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

本發(fā)明公開了一種用于合成孔徑無源定位系統(tǒng)中的雷達波束寬度設計方法，涉及雷達信號處理領域，包括：接收信號源的發(fā)射信號，得到接收信號；對接收信號去載頻，得到第一信號，并根據各個預設距離分別構造匹配函數后，得到第一信號在各個預設距離處的聚焦結果；根據聚焦結果，確定定位誤差與合成孔徑長度的對應關系，并按照預設定位誤差確定第一波束寬度；以雷達波束寬度為自變量，確定接收信號的方位帶寬，在根據方位帶寬確定波束寬度與方位分辨率之間的對應關系后，按照預設分辨率精度，確定第二波束寬度；根據第一波束寬度和第二波束寬度，確定合成孔徑無源定位系統(tǒng)中雷達的波束寬度。此種設計方式能夠同時滿足高精度和高分辨定位的需求。

技術領域

本發(fā)明屬于雷達信號處理領域，具體涉及一種用于合成孔徑無源定位系統(tǒng)中的雷達波束寬度設計方法。

背景技術

目前，合成孔徑無源定位是一種高分辨的定位技術，在雷達載體沿方位向飛行的過程中，可接收回波信號形成合成陣列，形成很長的虛擬孔徑，并通過方位聚焦獲得高分辨的定位結果。

在合成孔徑無源定位技術中，定位的精度和分辨率是兩個重要的參數。定位的精度不僅受到信噪比的影響，還會受到信號模型的影響，由于聚焦核函數采用的是方位二次調制匹配的原理，因而當斜距歷程的二次項假設不成立時，過寬的波束寬度會帶來信號模型匹配的誤差，進而導致距離位置的誤差。另一方面，定位分辨率受到虛擬孔徑長度的影響，虛擬孔徑的長度和波束寬度成正比，波束寬度過窄會導致定位的分辨率下降。

相關技術中提供了一種針對定位分辨率的波束寬度設計方法，通過預設的分辨率，結合大范圍偵察的需求，盡可能的設計寬的波束寬度，未考慮定位模型誤差。此種設計方式中，由于波束寬度遠大于SAR成像的波束寬度，斜距歷程二次項假設不成立，因此會造成較大的距離定位誤差。

可見，相關技術中的波束寬度設計方法無法同時滿足高精度定位及高分辨定位的需求。

發(fā)明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種用于合成孔徑無源定位系統(tǒng)中的雷達波束寬度設計方法。本發(fā)明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發(fā)明提供一種用于合成孔徑無源定位系統(tǒng)中的雷達波束寬度設計方法，包括：

接收信號源的發(fā)射信號，得到接收信號；

對所述接收信號去載頻，得到第一信號，并根據各個預設距離分別構造匹配函數后，得到第一信號在所述各個預設距離處的聚焦結果；

根據所述聚焦結果，確定定位誤差與合成孔徑長度的對應關系，并按照預設定位誤差確定第一波束寬度；

以雷達波束寬度為自變量，確定所述接收信號的方位帶寬，在根據所述方位帶寬確定波束寬度與方位分辨率之間的對應關系后，按照預設分辨率精度，確定第二波束寬度；

根據所述第一波束寬度和所述第二波束寬度，確定得到雷達的波束寬度。

可選地，所述接收信號為：

其中，t表示時間，c表示光速，r(t)表示接收信號，s(t)表示發(fā)射信號，R_N表示所述信號源與雷達之間的斜距歷程的N階泰勒展開。

可選地，所述信號源與雷達之間的斜距歷程按照如下步驟計算得到：

根據雷達的運行速度，確定雷達的瞬時位置；

根據所述瞬時位置，計算得到信號源與雷達之間的斜距歷程。

可選地，對所述接收信號去載頻，得到第一信號，并根據各個預設距離分別構造匹配函數后，得到第一信號在所述各個預設距離處的聚焦結果的步驟，包括：

對所述接收信號去載頻，得到第一信號，并根據各個預設距離分別構造匹配函數；