專利名稱：一種雷達(dá)信號(hào)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于雷達(dá)信號(hào)處理領(lǐng)域，具體涉及一種雷達(dá)信號(hào)處理方法。
背景技術(shù)：
合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar，簡(jiǎn)稱為SAR)是一種全天候、全天 時(shí)高分辨率微波遙感成像系統(tǒng)，SAR的運(yùn)動(dòng)軌跡方向被定義為方位向，SAR天線指向方向 被定義為距離向。在方位向上，SAR通過(guò)載體的運(yùn)動(dòng)，將一個(gè)小口徑的天線合成一個(gè)大 孔徑的天線陣列，從而提高方位向分辨率。在距離向上，SAR發(fā)射高穩(wěn)定度的線性調(diào)頻 (LinearFrequency Modulate,簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)FM)脈沖并采用脈沖壓縮方法，可以提高距離向分辨 率。因此，SAR能夠獲得較高的二維分辨能力，在軍事偵察、地理遙感等方面有著廣泛的應(yīng) 用。 合成孔徑雷達(dá)能夠得到廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)工作之一是SAR輻射定標(biāo)。為了有效提高 SAR輻射定標(biāo)的精度，近年來(lái)基于SAR編碼轉(zhuǎn)發(fā)器的合成孔徑雷達(dá)輻射定標(biāo)技術(shù)成為重點(diǎn) 研究方向之一。因?yàn)镾AR轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)合成孔徑雷達(dá)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行了編碼處理，所以經(jīng)過(guò)SAR 轉(zhuǎn)發(fā)器后的編碼信號(hào)與地物背景信號(hào)可以有效分離。當(dāng)使用與編碼轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)匹配的濾波器 進(jìn)行SAR輻射定標(biāo)處理時(shí)，背景信號(hào)就會(huì)被抑制。對(duì)背景信號(hào)的抑制可以提高SAR輻射定 標(biāo)的精度和效率。 目前有兩種有源編碼轉(zhuǎn)發(fā)器一種使用方位調(diào)制技術(shù)，在有源轉(zhuǎn)發(fā)器中利用偽噪 聲編碼序列對(duì)接收到的SAR發(fā)射信號(hào)在脈沖到脈沖之間進(jìn)行相位調(diào)制；另一種利用頻譜翻 轉(zhuǎn)技術(shù)，使SAR發(fā)射線性調(diào)頻信號(hào)的調(diào)頻斜率在有源轉(zhuǎn)發(fā)器中發(fā)生反轉(zhuǎn)。但是現(xiàn)有技術(shù)在 信噪比條件惡化的時(shí)候，對(duì)于信號(hào)和噪聲的分離效果也會(huì)變得惡化，這就限制了現(xiàn)有技術(shù) 在大噪聲條件下的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在雷達(dá)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)器中引入一種新型的信號(hào)處理方法，提高雷達(dá)信
號(hào)和背景信號(hào)的分離程度。本發(fā)明根據(jù)合成孔徑雷達(dá)編碼輻射定標(biāo)技術(shù)的原理，在地面有
源編碼轉(zhuǎn)發(fā)器中采用失配網(wǎng)絡(luò)對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，在合成孔徑雷達(dá)中對(duì)接收到的背景信
號(hào)和有源編碼轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)用逆失配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行補(bǔ)償處理。由于逆失配網(wǎng)絡(luò)的使用，有源編碼轉(zhuǎn)
發(fā)信號(hào)的頻譜得到恢復(fù)，而背景信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)也同時(shí)發(fā)生了改變，這些變化會(huì)影響對(duì)有
源編碼轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)的壓縮效果和背景信號(hào)的壓縮效果，當(dāng)兩者的壓縮輸出信號(hào)最大幅度有至
少3dB的差異時(shí)，兩種信號(hào)就會(huì)在接收端分離開來(lái)，而分離效果取決于失配網(wǎng)絡(luò)特性。本發(fā)
明可在大噪聲條件下很好的分離出信號(hào)和噪聲，彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)的不足。 SAR有源編碼轉(zhuǎn)發(fā)器在合成孔徑雷達(dá)輻射定標(biāo)中扮演了十分重要的角色。有源編
碼轉(zhuǎn)發(fā)器的原理是通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)的調(diào)制使轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)與未被調(diào)制的背景信號(hào)有效分離。除
了目前常常采用的上述兩種方式外，根據(jù)編碼轉(zhuǎn)發(fā)器的原理，本發(fā)明將失配網(wǎng)絡(luò)的方法用
到有源編碼轉(zhuǎn)發(fā)器的設(shè)計(jì)中。在有源轉(zhuǎn)發(fā)器中采用一個(gè)失配網(wǎng)絡(luò)對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)進(jìn)行一定的加
4權(quán)處理，由于背景信號(hào)不存在相應(yīng)的加權(quán)處理，所以轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)與背景信號(hào)之間就可以分離。
本發(fā)明提出了以通用模型為基礎(chǔ)的失配網(wǎng)絡(luò)，并在給定信噪比的前提下對(duì)網(wǎng)絡(luò)系數(shù)進(jìn)行優(yōu)
化處理，在最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)條件下完成了信號(hào)的分離。本發(fā)明總共分為四個(gè)步驟 步驟一 接收空中合成孔徑雷達(dá)發(fā)射的信號(hào)； 地面的編碼轉(zhuǎn)發(fā)器接收空中合成孔徑雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)。
步驟二 地面編碼轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行加權(quán)； 在編碼轉(zhuǎn)發(fā)器中預(yù)設(shè)有失配網(wǎng)絡(luò)，利用失配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行對(duì)編碼轉(zhuǎn)發(fā)器接收到的信號(hào)進(jìn)行加權(quán)處理，得到已加權(quán)的雷達(dá)信號(hào)。
步驟三空中逆失配網(wǎng)絡(luò)對(duì)地面編碼轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)射的信號(hào)進(jìn)行再次加權(quán)； 在該步驟中，利用和上一步驟中的失配網(wǎng)絡(luò)相對(duì)應(yīng)的逆失配網(wǎng)絡(luò)對(duì)空中編碼轉(zhuǎn)發(fā)
器接收到的地面編碼轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)射信號(hào)和地物雜波構(gòu)成的背景信號(hào)進(jìn)行再次加權(quán)，從而將雷
達(dá)信號(hào)還原，同時(shí)破壞了背景信號(hào)。
步驟四對(duì)空中編碼轉(zhuǎn)發(fā)器接收信號(hào)進(jìn)行匹配濾波； 經(jīng)過(guò)兩次加權(quán)的信號(hào)，在該步驟中進(jìn)行匹配濾波，對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)分離。利用sine函數(shù)的特性，當(dāng)背景信號(hào)相對(duì)于雷達(dá)信號(hào)主瓣信號(hào)有至少3dB的衰減時(shí)，雷達(dá)信號(hào)就可以從背景信號(hào)中利用濾波的方法分離出來(lái)。 本發(fā)明用在雷達(dá)轉(zhuǎn)發(fā)器中，可以大大提高轉(zhuǎn)發(fā)器的定標(biāo)準(zhǔn)確精度，在軍用SAR系
統(tǒng)中和民用船只雷達(dá)定位系統(tǒng)中都有很好的發(fā)展前景。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于 (1)利用了失配網(wǎng)絡(luò)和逆失配網(wǎng)絡(luò)在信號(hào)處理流程中的作用，來(lái)提高了雷達(dá)信號(hào)的分離程度； (2)在構(gòu)造失配網(wǎng)絡(luò)和逆失配網(wǎng)絡(luò)時(shí)，本發(fā)明應(yīng)用了具有幅度和相位的多參量網(wǎng)絡(luò)模型，來(lái)達(dá)到對(duì)信號(hào)的最大程度壓縮； (3)本發(fā)明充分利用了失配網(wǎng)絡(luò)和逆失配網(wǎng)絡(luò)的互補(bǔ)作用，可以在小信噪比的條件下得到很好的分離效果。


圖1為本發(fā)明雷達(dá)信號(hào)處理方法流程圖； 圖2為本發(fā)明失配網(wǎng)絡(luò)和逆失配網(wǎng)絡(luò)的頻譜圖； 圖3為本發(fā)明編碼轉(zhuǎn)發(fā)器接收信號(hào)和背景信號(hào)時(shí)域圖像； 圖4為本發(fā)明轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)和背景信號(hào)經(jīng)過(guò)逆失配網(wǎng)絡(luò)的時(shí)域圖像； 圖5為本發(fā)明轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)和背景信號(hào)經(jīng)過(guò)匹配濾波之后的時(shí)域圖像。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。 如圖1所示，為本發(fā)明雷達(dá)信號(hào)處理方法的流程圖。該方法包含以下步驟 步驟一 接收空中合成孔徑雷達(dá)發(fā)射的信號(hào)； 地面的編碼轉(zhuǎn)發(fā)器接收空中合成孔徑雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)。 空中的SAR載體在飛經(jīng)地面編碼轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)，向編碼轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)射雷達(dá)信號(hào)，此時(shí)地面的編碼轉(zhuǎn)發(fā)器接收到雷達(dá)發(fā)射的雷達(dá)信號(hào)，并將其暫時(shí)儲(chǔ)存，為下一步的加權(quán)做準(zhǔn)備。
步驟二 地面編碼轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行加權(quán)； 在編碼轉(zhuǎn)發(fā)器中預(yù)設(shè)有失配網(wǎng)絡(luò)，利用失配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行對(duì)編碼轉(zhuǎn)發(fā)器接收到的信號(hào)進(jìn)行加權(quán)處理，得到已加權(quán)的雷達(dá)信號(hào)。 在編碼轉(zhuǎn)發(fā)器中，預(yù)先設(shè)置了失配網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)為
<formula>formula see original document page 6</formula>
其中，f是頻率參量，A(f)是失配網(wǎng)絡(luò)的幅度響應(yīng)，9 (f)是相位響應(yīng)。為了把網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)做到有限個(gè)物理可實(shí)現(xiàn)的結(jié)果，對(duì)A(f)和e (f)做了傅立葉級(jí)數(shù)展開，并做了近似處理如下
<formula>formula see original document page 6</formula> 其中，f是頻率，n是求和上限，c是和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)相關(guān)的系數(shù)。
失配網(wǎng)絡(luò)的輸出信號(hào)可以表示為<formula>formula see original document page 6</formula> 其中，Si (f)是SAR發(fā)射信號(hào)的頻譜。<formula>formula see original document page 6</formula> 其中，t是時(shí)間參量，t' = t-b。代表輸出信號(hào)在時(shí)間上相對(duì)于輸入信號(hào)有一個(gè)時(shí)延，b。代表一個(gè)時(shí)延參數(shù)。上述的式(5)是對(duì)式(4)簡(jiǎn)化的結(jié)果，只含有a。， ai， b。， 四個(gè)參數(shù)，a。代表傅立葉級(jí)數(shù)展開的直流分量，A和^代表傅立葉級(jí)數(shù)展開的一次分量。雷達(dá)信號(hào)經(jīng)過(guò)編碼轉(zhuǎn)發(fā)器中的失配網(wǎng)絡(luò)加權(quán)之后，其頻譜結(jié)構(gòu)與背景反射信號(hào)產(chǎn)生了很大差別，包含了網(wǎng)絡(luò)的作用。經(jīng)過(guò)這樣加權(quán)的雷達(dá)信號(hào)，在后面的逆失配階段就會(huì)恢復(fù)原有波形。
如圖2所示，圖2(a)為應(yīng)用在編碼轉(zhuǎn)發(fā)器中的失配網(wǎng)絡(luò)的頻譜結(jié)構(gòu)。在經(jīng)過(guò)上述失配網(wǎng)絡(luò)的加權(quán)之后，如圖3(b)所示，原本的LFM信號(hào)變成了幅度不規(guī)則的形式；而背景信號(hào)因?yàn)闆]有經(jīng)過(guò)失配網(wǎng)絡(luò)的加權(quán)，保留了原來(lái)的波形，幅度為l，頻率變化由慢到快，如圖3(a)所示的波形。 步驟三空中逆失配網(wǎng)絡(luò)對(duì)地面編碼轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)射的信號(hào)進(jìn)行再次加權(quán)； 在該步驟中，利用和上一步驟中的失配網(wǎng)絡(luò)相對(duì)應(yīng)的逆失配網(wǎng)絡(luò)對(duì)空中編碼轉(zhuǎn)發(fā)
器接收到的地面編碼轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)射信號(hào)和地物雜波構(gòu)成的背景信號(hào)進(jìn)行再次加權(quán)，從而將雷
達(dá)信號(hào)還原，同時(shí)破壞了背景信號(hào)。圖2(b)為逆失配網(wǎng)絡(luò)的頻譜結(jié)構(gòu)，其中選擇的頻譜范圍為0 30MHz，失配網(wǎng)絡(luò)和逆失配網(wǎng)絡(luò)的頻譜互成倒數(shù)，相互互補(bǔ)。 逆失配網(wǎng)絡(luò)的加權(quán)作用和失配網(wǎng)絡(luò)是一樣的，只不過(guò)逆失配網(wǎng)絡(luò)的頻譜和失配網(wǎng)絡(luò)的頻譜是互成倒數(shù)的。其加權(quán)過(guò)程和失配網(wǎng)絡(luò)一樣，都是將接收到的信號(hào)的頻譜與本網(wǎng)絡(luò)的頻譜在頻域做乘法，得到輸出的加權(quán)信號(hào)。 經(jīng)過(guò)失配網(wǎng)絡(luò)加權(quán)的雷達(dá)信號(hào)和未經(jīng)過(guò)失配網(wǎng)絡(luò)加權(quán)的背景信號(hào)同時(shí)進(jìn)入逆失配網(wǎng)絡(luò)，此時(shí)逆失配網(wǎng)絡(luò)對(duì)背景信號(hào)和轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)進(jìn)行再次加權(quán)。如圖4(b)所示，由于失配網(wǎng)絡(luò)和逆失配網(wǎng)絡(luò)的互補(bǔ)性，轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)恢復(fù)成原來(lái)的LFM波形，幅度為l，頻率變化由慢到快；而背景信號(hào)如圖4(a)所示，在經(jīng)過(guò)逆失配和歸一化之后，其波形發(fā)生了巨大的變化，成為幅度不均勻的雜亂信號(hào)。 有源編碼轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)和背景信號(hào)同時(shí)被合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)接收到，經(jīng)過(guò)逆失配網(wǎng)絡(luò)
的補(bǔ)償處理，進(jìn)行壓縮前信號(hào)的頻譜為 [Si(f)+S。(f)]H' (f) =H' (f)Si(f)+H(f)H' (f)Si(f) =H' (f) Si (f)+Si (f) (6) 式中，失配網(wǎng)絡(luò)H(f)與逆失配網(wǎng)絡(luò)H' (f)互為逆系統(tǒng)，所以H(f)H' (f) = 1。
步驟四對(duì)空中編碼轉(zhuǎn)發(fā)器接收信號(hào)進(jìn)行匹配濾波； 經(jīng)過(guò)兩次加權(quán)的信號(hào)，在該步驟中進(jìn)行匹配濾波，對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)分離。
根據(jù)匹配濾波的基本原理，接收到的雷達(dá)信號(hào)在此階段要和一個(gè)與雷達(dá)發(fā)射信號(hào)共軛的信號(hào)做乘法，這個(gè)過(guò)程就是匹配濾波，其目的在于濾除雜波構(gòu)成的背景信號(hào)，突出有用的雷達(dá)信號(hào)。 經(jīng)過(guò)逆失配網(wǎng)絡(luò)的加權(quán)之后，轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)和背景信號(hào)進(jìn)入了匹配濾波器。匹配濾波器是根據(jù)雷達(dá)發(fā)射的LFM信號(hào)參數(shù)設(shè)計(jì)的，其頻譜和LFM信號(hào)的頻譜是相反的。在實(shí)驗(yàn)環(huán)境下模擬了雷達(dá)傳輸?shù)腖FM信號(hào)，具有T = 20ii s的時(shí)間寬度和B = 30MHz的帶寬?？紤]到網(wǎng)絡(luò)的幅度和相位對(duì)于信號(hào)的影響，選用了上述通用模型來(lái)構(gòu)造實(shí)際的失配網(wǎng)絡(luò)。
在給定的信噪比條件下，假設(shè)主回波要有-40dB的衰減，成對(duì)回波要有-45dB和_50dB的衰減，根據(jù)"成對(duì)回波"理論，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)應(yīng)該滿足如下條件
a0=10頂60=0
"1十"(A :10一^
(7)
—2 2 解得a。=了失配網(wǎng)絡(luò)如下 H(/)=<formula>formula see original document page 7</formula>0.01， b。 = 0， a！ = 0.0088， b！ = 0.2461。根據(jù)上面解出的參數(shù)，構(gòu)造
1
<formula>formula see original document page 7</formula>
與之相對(duì)應(yīng)的逆失配網(wǎng)絡(luò)為
<formula>formula see original document page 8</formula> 如圖5(b)所示，LFM信號(hào)經(jīng)過(guò)匹配濾波，輸出了一個(gè)幅度大概為2. 5*104的尖峰；而背景信號(hào)經(jīng)過(guò)匹配濾波器之后，由于"成對(duì)回波"理論的影響，在幅度為1. 3*104的最高主回波的兩邊，出現(xiàn)了一對(duì)副回波，幅度分別為0. 7*104和0. 4*104。主回波相對(duì)于LFM信號(hào)的匹配濾波輸出的最大幅度2. 5*104有-6dB的衰減，幅度為0. 7*104的一個(gè)副回波相對(duì)于2. 5*104有-lldB的衰減，幅度為0. 4*104的另一個(gè)副回波相對(duì)于2. 5*104有_16dB的衰減。再加上步驟三中逆失配網(wǎng)絡(luò)對(duì)信號(hào)加權(quán)時(shí)有34dB的放大作用，整體背景信號(hào)對(duì)于轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)就分別有_40dB、 -45dB和-50dB的衰減，基本滿足了設(shè)計(jì)要求，見圖5 (a)。
匹配濾波處理中，匹配濾波器的頻譜為SAR發(fā)射信號(hào)頻譜的共軛Sj(f)，壓縮后的頻譜為 [i/'(/)S(/) + S(/)K(/) = //'(/) ■
(10) 其中，B是SAR發(fā)射信號(hào)的帶寬，T是SAR發(fā)射信號(hào)的脈沖寬度。丄代表矩形頻譜t.n^(/^)，式(10)中右邊第二項(xiàng)J^對(duì)應(yīng)有源編碼轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)，該信號(hào)在時(shí)域中對(duì)應(yīng)一
個(gè)沖激脈沖響應(yīng)信號(hào)。式(io)中右邊第一項(xiàng)/r(/;i. i對(duì)應(yīng)背景信號(hào)，由于受到逆失配網(wǎng)
絡(luò)的補(bǔ)償處理，背景信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，這種改變勢(shì)必會(huì)影響對(duì)背景信號(hào)的壓縮。 考察轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)濾波輸出的最大值2. 5*104和背景信號(hào)濾波輸出的最大值1. 3*104，有2倍的差距，根據(jù)電壓分貝的定義，有6dB的差距，這就是網(wǎng)絡(luò)給信號(hào)帶來(lái)的影響。當(dāng)信號(hào)和背景噪聲之間有3dB的差距時(shí)，信號(hào)就可以從背景中分離出來(lái)。所以本發(fā)明中的處理方法完全能夠使轉(zhuǎn)發(fā)雷達(dá)信號(hào)和背景信號(hào)成功分離。
權(quán)利要求
一種雷達(dá)信號(hào)處理方法，該方法包括如下步驟步驟一接收空中合成孔徑雷達(dá)發(fā)射的信號(hào)；地面的編碼轉(zhuǎn)發(fā)器接收空中合成孔徑雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)；空中的SAR載體在飛經(jīng)地面編碼轉(zhuǎn)發(fā)器時(shí)，向編碼轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)射雷達(dá)信號(hào)，此時(shí)地面的編碼轉(zhuǎn)發(fā)器接收到雷達(dá)發(fā)射的雷達(dá)信號(hào)，并將其暫時(shí)儲(chǔ)存，為下一步的加權(quán)做準(zhǔn)備；其特征在于，還包括如下步驟步驟二地面編碼轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行加權(quán)；在編碼轉(zhuǎn)發(fā)器中預(yù)設(shè)有失配網(wǎng)絡(luò)，利用失配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行對(duì)編碼轉(zhuǎn)發(fā)器接收到的信號(hào)進(jìn)行加權(quán)處理，得到已加權(quán)的雷達(dá)信號(hào)；在編碼轉(zhuǎn)發(fā)器中，預(yù)先設(shè)置了失配網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)為H(f)＝A(f)e-jθ(f)(1)其中，f是頻率參量，A(f)是失配網(wǎng)絡(luò)的幅度響應(yīng)，θ(f)是相位響應(yīng)；對(duì)A(f)和θ(f)做傅立葉級(jí)數(shù)展開，并做了近似處理如下 <mrow><mi>A</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>f</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msub> <mi>a</mi> <mn>0</mn></msub><mo>+</mo><munderover> <mi>&Sigma;</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi></munderover><msub> <mi>a</mi> <mi>i</mi></msub><mi>cos</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mn>2</mn> 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<mn>1</mn></msub><mi>sin</mi><mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mi>&pi;fc</mi> <mo>)</mo></mrow> </mrow>其中，f是頻率，n是求和上限，c是和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)相關(guān)的系數(shù)；失配網(wǎng)絡(luò)的輸出信號(hào)表示為 <mrow><msub> <mi>s</mi> <mi>o</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msubsup> <mo>&Integral;</mo> <mrow><mo>-</mo><mo>&infin;</mo> </mrow> <mo>&infin;</mo></msubsup><msub> <mi>S</mi> <mi>i</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>f</mi> <mo>)</mo></mrow><mi>H</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>f</mi> <mo>)</mo></mrow><msup> <mi>e</mi> <mrow><mi>j</mi><mn>2</mn><mi>&pi;ft</mi> </mrow></msup><mi>df</mi><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>4</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>其中，Si(f)是SAR發(fā)射信號(hào)的頻譜； <mrow><msub> <mi>s</mi> <mi>o</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><msubsup> <mo>&Integral;</mo> <mrow><mo>-</mo><mo>&infin;</mo> </mrow> <mo>&infin;</mo></msubsup><msub> <mi>S</mi> <mi>i</mi></msub><mrow> <mo>(</mo> <mi>f</mi> 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</mrow>其中，t是時(shí)間參量，t′＝t-b0代表輸出信號(hào)在時(shí)間上相對(duì)于輸入信號(hào)有一個(gè)時(shí)延，b0代表一個(gè)時(shí)延參數(shù)；a0代表傅立葉級(jí)數(shù)展開的直流分量，a1和b1代表傅立葉級(jí)數(shù)展開的一次分量；步驟三空中逆失配網(wǎng)絡(luò)對(duì)地面編碼轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)射的信號(hào)進(jìn)行再次加權(quán)；在該步驟中，利用和上一步驟中的失配網(wǎng)絡(luò)相對(duì)應(yīng)的逆失配網(wǎng)絡(luò)對(duì)空中編碼轉(zhuǎn)發(fā)器接收到的編碼轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)射信號(hào)和地物雜波構(gòu)成的背景信號(hào)進(jìn)行再次加權(quán)，將雷達(dá)信號(hào)還原，同時(shí)破壞背景信號(hào)；經(jīng)過(guò)失配網(wǎng)絡(luò)加權(quán)的雷達(dá)信號(hào)和未經(jīng)過(guò)失配網(wǎng)絡(luò)加權(quán)的背景信號(hào)同時(shí)進(jìn)入逆失配網(wǎng)絡(luò)，此時(shí)逆失配網(wǎng)絡(luò)對(duì)背景信號(hào)和轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)進(jìn)行再次加權(quán)；有源編碼轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)和背景信號(hào)同時(shí)被合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)接收到，經(jīng)過(guò)逆失配網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)償處理，進(jìn)行壓縮前信號(hào)的頻譜為[Si(f)+So(f)]H′(f)＝H′(f)Si(f)+H(f)H′(f)Si(f)＝H′(f)Si(f)+Si(f)(6)上式中，失配網(wǎng)絡(luò)H(f)與逆失配網(wǎng)絡(luò)H′(f)互為逆系統(tǒng)，所以H(f)H′(f)＝1；步驟四對(duì)空中編碼轉(zhuǎn)發(fā)器接收信號(hào)進(jìn)行匹配濾波；經(jīng)過(guò)兩次加權(quán)的信號(hào)，在該步驟中進(jìn)行匹配濾波，對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行信號(hào)分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雷達(dá)信號(hào)處理方法，其特征在于，步驟三中所述的逆失 配網(wǎng)絡(luò)的加權(quán)作用和失配網(wǎng)絡(luò)是一樣的，只不過(guò)逆失配網(wǎng)絡(luò)的頻譜和失配網(wǎng)絡(luò)的頻譜是互 成倒數(shù)的；其加權(quán)過(guò)程和失配網(wǎng)絡(luò)一樣，都是將接收到的信號(hào)的頻譜與本網(wǎng)絡(luò)的頻譜在頻 域做乘法，得到輸出的加權(quán)信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雷達(dá)信號(hào)處理方法，在雷達(dá)轉(zhuǎn)發(fā)器中用來(lái)提高雷達(dá)信號(hào)和背景信號(hào)的分離程度。首先接收雷達(dá)信號(hào)，然后編碼轉(zhuǎn)發(fā)器對(duì)雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行加權(quán)，接著逆失配網(wǎng)絡(luò)對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)器接收到的信號(hào)進(jìn)行再次加權(quán)，最后對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)器接收信號(hào)進(jìn)行匹配濾波。本發(fā)明利用了失配網(wǎng)絡(luò)和逆失配網(wǎng)絡(luò)在信號(hào)處理流程中的作用，提高了雷達(dá)信號(hào)的分離程度；在構(gòu)造失配網(wǎng)絡(luò)和逆失配網(wǎng)絡(luò)時(shí)，應(yīng)用了同時(shí)具有幅度和相位的多參量網(wǎng)絡(luò)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的最大程度壓縮；充分利用了失配網(wǎng)絡(luò)和逆失配網(wǎng)絡(luò)的互補(bǔ)作用，在小信噪比的條件下得到很好的分離效果。
文檔編號(hào)G01S13/90GK101710175SQ200910237309
公開日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月13日
發(fā)明者李園澍, 王一丁 申請(qǐng)人:北方工業(yè)大學(xué);中國(guó)科學(xué)院研究生院