一種星載微波散射計海面回波信號的檢測方法
2023-07-03 00:37:21 1
一種星載微波散射計海面回波信號的檢測方法
【專利摘要】本發明一種星載微波散射計海面回波信號的檢測方法，針對星載微波散射計回波信號能量小，信噪比差，需要採用特殊的信號檢測方法來得到高精度的海面回波信號功率值問題，提出了一種星載微波散射計海面回波信號的檢測方法，步驟如下：將接收機採集的回波信號和內定標信號，採用不同帶寬的數字濾波器分成兩路，帶寬小的一路定義為信號通道，帶寬大的一路定義為噪聲通道；測量分別獲取信號通道和噪聲通道接收到的回波信號與噪聲的能量和；測量獲取信號通道和噪聲通道接收到的內定標信號得到噪聲通道與信號通道的增益比為β；將接收機輸入端接匹配負載進行接收機噪聲測量得到噪聲能量比γ；最後計算獲得信號通道接收到的回波信號能量Es。
【專利說明】—種星載微波散射計海面回波信號的檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於空間微波遙感【技術領域】，涉及一種星載微波散射計海面回波信號的檢測方法。
【背景技術】
[0002]星載微波散射計是一部需要高精度定量測量的有源微波遙感器，主要應用在海面風場矢量測量中。目前，國內外已有多個星載微波散射計成功在軌運行，且今後有持續的任務需求。星載微波散射計由於作用距離遠，回波信號能量小，信噪比一般在-1OdB?-25dB之間，需要採用特殊的信號檢測方法來得到高精度的海面回波信號功率值，進而才可能精確計算雷達後向散射係數，反演風場矢量，本發明即針對該問題提出。
[0003]現有的同時同頻帶檢測方法是通過分「信號通道」、「噪聲通道」進行測量，並基於對「噪聲通道」與「信號通道」增益及帶寬比值的測量，通過參數代換來進行純淨回波信號的估計的。其中增益及帶寬比值的測量基於如下假設:
[0004]I)兩通道對回波信號的增益比和對噪聲的增益比一致；
[0005]2)兩通道帶寬內濾波器幅頻特性理想，且噪聲為高斯白噪聲，噪聲的大小僅與帶寬有關。
[0006]而以上假設在實際中有可能並不成立，原因如下:
[0007]I)在採用線性調頻信號的脈壓系統中，「信號通道」需要進行脈壓處理後(一般採用解線頻調的處理方法)再進行積分求取回波信號能量，而「噪聲通道」僅進行積分求取能量。「信號通道」的脈壓處理若不理想則兩通道對於回波信號的增益比和對於噪聲的增益比是不相同的。實際系統中，由於通道誤差等，脈壓處理往往針對回波信號存在增益損失的不理想性。
[0008]2)實際系統中，兩通道帶寬內濾波器幅頻特性不理想，噪聲也不完全為高斯白噪聲，因而噪聲的大小和其所處的頻帶位置有關，不能通過兩通道帶寬的比值來折算其中某通道噪聲的大小。
【發明內容】
[0009]本發明解決的技術問題是:克服現有技術的不足，一種星載微波散射計海面回波信號的檢測方法，解決了同時同頻帶檢測方法的受限於兩通道對回波信號的增益比與噪聲的增益比一致及通道噪聲為白噪聲的假設限制。
[0010]本發明的技術方案是:一種星載微波散射計海面回波信號的檢測方法，步驟如下:
[0011]I)將接收機採集到的回波信號和內定標信號，採用不同帶寬的數字濾波器分成兩路，其中帶寬小的一路定義為信號通道，帶寬大的一路定義為噪聲通道；
[0012]2)測量獲取信號通道接收到的回波信號與噪聲的能量和Ee=Es+Ne=GrePs τ p+Ne,測量獲取噪聲通道接收到的回波信號與噪聲的能量和En=GmPs τ ρ+Νη ;其中Es為信號通道接收到的回波信號能量，Gm為信號通道對接收到的信號的增益，Ps為接收到的回波信號功率，%為接收到的回波信號脈衝寬度，凡為信號通道接收到的噪聲能量，Gm為噪聲通道對接收到的信號的增益，Nn為噪聲通道接收到的噪聲能量；
[0013]3)測量獲取信號通道接收到的內定標信號與噪聲的能量和Ee，eal=LfGJ\ τ p+Ne,cal ；測量獲取噪聲通道接收到的回波信號與噪聲的能量和En，Ml=LfGmPt τ p+Nn,cal ;設噪聲通道與
信號通道的增益比為β，由於此時信號能量遠大於噪聲能量，則
【權利要求】
1.一種星載微波散射計海面回波信號的檢測方法，其特徵在於步驟如下: 1)將接收機採集到的回波信號和內定標信號，採用不同帶寬的數字濾波器分成兩路，其中帶寬小的一路定義為信號通道，帶寬大的一路定義為噪聲通道； 2)測量獲取信號通道接收到的回波信號與噪聲的能量和Ee=Es+Ne=GJ\τ p+Ne,測量獲取噪聲通道接收到的回波信號與噪聲的能量和En=GmPs τ ρ+Νη ;其中Es為信號通道接收到的回波信號能量，Gre為信號通道對接收到的信號的增益，Ps為接收到的回波信號功率，τ ρ為接收到的回波信號脈衝寬度，Ne為信號通道接收到的噪聲能量，Grn為噪聲通道對接收到的信號的增益，Nn為噪聲通道接收到的噪聲能量； 3)測量獲取信號通道接收到的內定標信號與噪聲的能量和Eyal=LfGrePtτ p+Ne,cal ;測量獲取噪聲通道接收到的回波信號與噪聲的能量和En，Ml=LfGmPt τ p+Nn,cal ;設噪聲通道與信通道的增益比為β，由於此時信號能量遠大於噪聲能量，則
【文檔編號】G01S7/41GK103675786SQ201310635167
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2013年11月29日
【發明者】劉麗霞, 段崇棣, 陳文新, 呂愛玲, 王小寧, 金阿鑫, 薛強, 易雪燕, 賀榮榮, 晉安中 申請人:西安空間無線電技術研究所