專利名稱：一種合成孔徑雷達信號跟蹤方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合成孔徑雷達信號跟蹤方法，屬于雷達信號偵查領(lǐng)域。
技術(shù)背景
對星載SAR信號進行偵察時，若只偵察天線的主瓣信號，則由于衛(wèi)星在軌的運行 速度很快，偵察時對主瓣信號的接收和跟蹤時間非常短，很難及時有效地提供SAR衛(wèi)星過 頂預(yù)警和引導(dǎo)地面干擾天線對準(zhǔn)衛(wèi)星，所以需要對主瓣信號和旁瓣信號都進行偵測和跟S示ο
傳統(tǒng)的脈沖序列跟蹤器大都采用硬件數(shù)字式延遲線相關(guān)技術(shù)，只適用于跟蹤參數(shù) 固定的常規(guī)雷達信號，其波門寬度一般為固定值，對脈沖重復(fù)周期的測量一次完成，不可避 免地帶來測量誤差，經(jīng)常有漏選和錯跟的現(xiàn)象。另外，一般的數(shù)字脈沖序列跟蹤器由于測量 精度受計數(shù)時鐘頻率的影響，測得的脈沖時域參數(shù)存在誤差，在對旁瓣信號進行跟蹤時，由 于信號比較微弱，并且存在起伏，導(dǎo)致跟蹤器經(jīng)常進入記憶跟蹤狀態(tài)，而由于脈沖測量誤差 的積累效應(yīng)使得記憶跟蹤時間短，跟蹤適應(yīng)性差。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種合成孔徑雷達信號跟蹤方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)對空間SAR信號脈 沖跟蹤適用性不強的問題。
本發(fā)明的一種合成孔徑雷達信號跟蹤方法包括以下步驟
第一步對合成孔徑雷達接收機輸出的窄帶信號求模；
第二步對窄帶信號的模值進行過門限檢測，輸出過門限指示信號；
第三步對過門限指示信號做整形處理，濾除毛刺；
第四步對整形處理后的過門限指示信號進行參數(shù)測量，包括脈寬、脈間隙和周 期；
第五步根據(jù)測得的脈沖信號參數(shù)，對過門限指示信號的脈寬、脈間隙和周期進行 測量，通過第四步測量的參數(shù)值來產(chǎn)生跟蹤波門，若過門限指示信號消失，則用上一次測量 的信號參數(shù)來產(chǎn)生記憶跟蹤波門。
其中第五步中跟蹤波門的產(chǎn)生方法包括如下步驟
1、對直接測得的值進行中值濾波；
2、比較中值濾波輸出的相鄰兩個數(shù)據(jù)的差值，若差值小于給定常數(shù)，則更新數(shù)據(jù)， 否則保持前一個不變；
3、對第2步輸出的數(shù)據(jù)求平均；
4、根據(jù)脈沖信號的參數(shù)計數(shù)值產(chǎn)生跟蹤波門，當(dāng)有過門限指示信號時，產(chǎn)生實時 跟蹤波門；當(dāng)沒有過門限指示信號時，產(chǎn)生記憶跟蹤波門。
其中所述的產(chǎn)生記憶跟蹤波門的修正方法為求得的上次測量的周期計數(shù)值的均 值包含兩部分，整數(shù)部分和小數(shù)部分，整數(shù)部分作為當(dāng)前跟蹤波門的周期，對小數(shù)部分進行累加，當(dāng)累加到大于等于1時，對當(dāng)前跟蹤波門的PRT計數(shù)值進行修正，即周期計數(shù)值加1。
本發(fā)明的優(yōu)點如下
1.對SAR脈沖信號的適應(yīng)性強，跟蹤精度高
通過實時測量脈沖信號的PRT，可以根據(jù)脈沖信號PRT的變化實時調(diào)整跟蹤波門， 從而增強了跟蹤波門對脈沖信號的適應(yīng)性，通過對測量值中值濾波并求平均，提高了跟蹤 精度。
2.對微弱SAR雷達信號的記憶跟蹤時間長
通過利用PRT計數(shù)值均值的小數(shù)部分對跟蹤波門進行調(diào)整，提高了記憶跟蹤的精 度，保證長時間跟蹤信號。


圖1-本發(fā)明實現(xiàn)框圖
圖2-中值濾波和求平均示意圖
圖3-跟蹤波門產(chǎn)生方法示意圖
圖4-跟蹤波門周期修正示意圖具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的SAR信號跟蹤方法進行詳細描述。
系統(tǒng)的實現(xiàn)框圖如圖1所示。
首先要對SAR接收機輸出的I、Q兩路窄帶信號采用坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)數(shù)字計算(CORDIC) 算法求模，得到信號的包絡(luò)；然后對信號包絡(luò)做低通濾波，濾除高頻噪聲；然后對濾波后的 信號包絡(luò)過門限檢測得到過門限指示信號，門限可采用自適應(yīng)門限和固定門限；最后對過 門限指示信號做整形處理，濾除毛刺。
如圖2所示，對過門限指示信號的PW、CW和PRT作如下處理
1.對直接測得的值進行中值濾波，濾波窗口長度為7，即7個值中取中值輸出； 2.比較中值濾波輸出的相鄰兩個數(shù)據(jù)的差值，若差值小于給定常數(shù)，則更新數(shù)據(jù)，否則保持 前一個不變；3.對第2步輸出的數(shù)據(jù)求平均并保留均值的小數(shù)部分，平均窗的長度為128， 平均值的整數(shù)部分用于產(chǎn)生跟蹤波門，小數(shù)部分用于調(diào)整記憶跟蹤波門。
在測量過程中為避免干擾影響，采取以下措施1.測得的PRT值須在給定的PRT 范圍內(nèi)；2.測得的相鄰兩個脈沖的PRT值之差需小于給定常數(shù)。當(dāng)滿足這兩個條件時就更 新PW、Cff和PRT的值，否則就保持上次測得的值。
最后根據(jù)測得的PW、CW和PRT產(chǎn)生跟蹤波門(跟蹤波門的占空比為χ)，產(chǎn)生方法 如圖3所示，在檢測脈沖的下降沿開始啟動計數(shù)器1，當(dāng)計數(shù)器1計到錯誤！未找到引用源。 時，輸出高電平，此時啟動計數(shù)器2，當(dāng)計數(shù)器2計到χ · PRT時，輸出低電平，當(dāng)計數(shù)器2的 值與測得的脈間隙CW的差值大于給定范圍時，或者當(dāng)測得的相鄰兩個脈沖的PRT值之差大 于給定常數(shù)時，就認(rèn)為沒有脈沖信號過檢測門限，產(chǎn)生記憶跟蹤波門。
在產(chǎn)生記憶跟蹤波門的時候，為了提高跟蹤精度，延長記憶跟蹤的時間，采用如下 方法
當(dāng)沒有脈沖信號過檢測門限時，用最后一次測得的PRT計數(shù)值均值的整數(shù)部分產(chǎn)生記憶跟蹤波門，小數(shù)部分用來調(diào)整跟蹤波門，即累加小數(shù)部分，當(dāng)累加小數(shù)部分至大于等 于1時，則下一個跟蹤波門的PRT加1。如圖4所示，用PRT_m作為記憶跟蹤波門的周期來 產(chǎn)生跟蹤波門，同時累加小數(shù)部分a，當(dāng)N · a >= 1時，當(dāng)前跟蹤波門的周期調(diào)整為PRT_ m+1，圖中所示N為4。
權(quán)利要求
1.一種合成孔徑雷達信號跟蹤方法，其特征在于包括以下步驟第一步對合成孔徑雷達接收機輸出的窄帶信號求模；第二步對窄帶信號的模值進行過門限檢測，輸出過門限指示信號；第三步對過門限指示信號做整形處理，濾除毛刺；第四步對整形處理后的過門限指示信號進行參數(shù)測量，包括脈寬、脈間隙和周期；第五步根據(jù)測得的脈沖信號參數(shù)，對過門限指示信號的脈寬、脈間隙和周期進行測 量，通過第四步測量的參數(shù)值來產(chǎn)生跟蹤波門，若過門限指示信號消失，則用上一次測量的 信號參數(shù)來產(chǎn)生記憶跟蹤波門。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合成孔徑雷達信號跟蹤方法，其特征在于其中第五步 中跟蹤波門的產(chǎn)生方法包括如下步驟第一步對直接測得的值進行中值濾波；第二步比較中值濾波輸出的相鄰兩個數(shù)據(jù)的差值，若差值小于給定常數(shù)，則更新數(shù) 據(jù)，否則保持前一個不變；第三步對第二步輸出的數(shù)據(jù)求平均；第四步根據(jù)脈沖信號的參數(shù)計數(shù)值產(chǎn)生跟蹤波門，當(dāng)有過門限指示信號時，產(chǎn)生實時 跟蹤波門；當(dāng)沒有過門限指示信號時，產(chǎn)生記憶跟蹤波門。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種合成孔徑雷達信號跟蹤方法，其特征在于其中所 述的產(chǎn)生記憶跟蹤波門的修正方法為求得的上次測量的周期計數(shù)值的均值包含兩部分， 整數(shù)部分和小數(shù)部分，整數(shù)部分作為當(dāng)前跟蹤波門的周期，對小數(shù)部分進行累加，當(dāng)累加到 大于等于1時，對當(dāng)前跟蹤波門的PRT計數(shù)值進行修正，即周期計數(shù)值加1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種合成孔徑雷達信號跟蹤方法，屬于雷達信號偵察領(lǐng)域。本發(fā)明通過實時測量SAR接收機輸出的窄帶脈沖信號的脈寬(PW)、脈間隙(CW)和重復(fù)周期(PRT)來產(chǎn)生跟蹤波門，并且能在信號比較微弱以至于無法過檢測門限時，依據(jù)之前測得的信號參數(shù)產(chǎn)生記憶跟蹤波門，從而實現(xiàn)對SAR雷達天線旁瓣信號的跟蹤，本發(fā)明利用測得的PRT計數(shù)值均值的小數(shù)部分對記憶跟蹤波門進行修正，大大提高了記憶跟蹤的時間。
文檔編號G01S13/66GK102033229SQ201010527288
公開日2011年4月27日 申請日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
發(fā)明者劉國滿, 吳志昂, 高梅國 申請人:北京理工大學(xué)