一種陰影逆合成孔徑雷達無線電全息信號提取方法
2023-06-22 10:15:26 2
專利名稱：一種陰影逆合成孔徑雷達無線電全息信號提取方法
技術領域：
本發明涉及一種陰影逆合成孔徑雷達無線電全息信號提取方法，屬於前向散射雷達技術領域。
背景技術：
前向散射雷達(FSR)是一種特殊的雙基地雷達，其雙基地角接近於180°，主要用於探測在前向散射區運動的目標。不同於傳統的單基地和雙基地雷達，FSR工作是基於電磁波的衍射效應而不是散射效應。特殊的幾何結構和工作原理，使FSR在許多方面具有特殊優勢。例如，在前向散射區，目標的雷達截面積(RCS)迅速增大，通常比後向散射RCS大十幾到幾十dB，大大提高了雷達系統的敏感性；目標的前向散射RCS與目標的具體形狀和材料無關，使得目前的隱身技術在FSR系統中失效；除此之外，FSR還具有硬體系統簡單、功率低；相干積累時間長、信號相位起伏小；抗打擊和隱蔽性能好等優點。
當目標在前向散射區運動時，其雷達回波稱為無線電全息信號(RHS)。在陰影逆合成孔徑雷達(SISAR)信號處理技術中，無論是側影輪廓成像還是功率譜特徵識別，都需要對 RHS進行處理。因此，目標RHS的提取是SISAR信號處理的前提。
現有的對目標RHS的提取方法的研究大多基於仿真數據，通過信號模型直接得到目標回波，針對實測數據處理中的RHS提取方法，則較多使用正交解調或包絡檢波方法得到目標回波。由於低速目標的回波都卜勒帶寬較窄，同時為了提高解析度，應使用較高載波，所以若使用正交解調方法，對系統的頻率穩定度要求較高，難以得到理想的目標回波， 並且雙基地雷達的發射機和接收機之間實現頻率和相位同步仍存在一定的難度，因此通常使用包絡檢波的方法提取基帶信號；而使用包絡檢波的方法進行RHS提取時，一般需採用 Hi Ibert變換的方法對信號的虛部進行重構，而針對目標RHS信號實部進行Hi Ibert變換之後得到的虛部並不符合真實信號的特徵，因此對於目標RHS信號，不能夠直接使用包絡檢波以及Hilbert變換的方法重構出覆信號。
可見，實測數據中的RHS提取有其特定的難度，有必要提出一種方法來有效地從實測數據中提取目標RHS。 發明內容
有鑑於此，本發明提出一種基於包絡檢波、分段Hilbert變換和二次曲線擬合的目標無線電全息信號提取方法，用於解決FSR系統中正交解調時對頻率穩定度要求較高且收發機之間難以實現頻率和相位同步，以及包絡檢波時目標RHS的實部與虛部不滿足 Hilbert變換關係的問題，目的是為了從實測數據中準確提取目標的無線電全息信號，改善現有技術在目標無線電全息信號提取中的不足。
本發明方法是通過下述技術方案實現的
設定FSR系統基線為L，工作波長為λ，載波角頻率為GJci，直達波信號幅度為Ud, 直達波初始相位為_，初始頻率為fo ;以系統基線方向為X軸，水平面上垂直於系統基線的方向為Y軸，以發射機為原點建立坐標系；目標運動速度為V，運動方向與基線夾角為P，目標沿基線方向的空間位置坐標為X，目標垂直於基線方向的空間位置坐標為1，目標運動速度在X方向和y方向的分量為\和Vy;目標從Q點穿越基線，Q點到發射機和接收機的距離分別為dT和dK，雷達觀測時間為Ts，目標回波幅度為Ut (t)，目標回波都卜勒信號頻率為fd(t)，都卜勒相位為％(0，目標回波隨機相位為％通過發射機與接收機的位置設置使 Ud>>Ut(t)。
一種陰影逆合成孔徑雷達無線電全息信號提取方法，包括如下步驟
步驟一，發射機的接收信號為目標回波與直達波的疊加，對上述接收信號進行包絡檢波，在Ud ut (t)的情況下，檢波結果為目標回波分量與直達波分量的疊加，具體表不如下
權利要求
1.一種陰影逆合成孔徑雷達無線電全息信號提取方法，其特徵在於 設定前向散射雷達FSR系統基線為L，工作波長為X，載波角頻率為(Otl，直達波信號幅度為Ud，直達波初始相位為％，初始頻率為& ;以系統基線方向為X軸，水平面上垂直於系統基線的方向為Y軸，以發射機為原點建立坐標系目標運動速度為V，運動方向與基線夾角為口，目標沿基線方向的空間位置坐標為x，目標垂直於基線方向的空間位置坐標為1，目標運動速度在X方向和y方向的分量為Vx和Vy ;目標從Q點穿越基線，Q點到發射機和接收機的距離分別為屯和dK，雷達觀測時間為Ts，目標回波幅度為Ut(t)，目標回波都卜勒信號頻率為fd(t)，都卜勒相位為％0)，目標回波隨機相位為A，通過發射機與接收機的位置設置使Ud >> Ut (t);包括如下步驟 步驟一，發射機的接收信號為目標回波與直達波的疊加對所述的接收信號進行包絡檢波，在ud>>ut(t)的情況下，檢波結果為目標回波分量與直達波分量的疊加，具體表示如下
2.如權利要求1所述的一種陰影逆合成孔徑雷達無線電全息信號提取方法，其特徵在於，步驟三中的對主瓣範圍內的St進行曲線擬合的方法為 選擇主瓣內的兩個時間點
全文摘要
本發明涉及一種陰影逆合成孔徑雷達無線電全息信號提取方法，屬於前向散射雷達技術領域。本發明用於解決FSR系統中正交解調時對頻率穩定度要求較高且收發機之間難以實現頻率和相位同步，以及包絡檢波時目標RHS的實部與虛部不滿足Hilbert變換關係的問題，提出一種針對目標回波信號進行包絡檢波、分段Hilbert變換和二次曲線擬合的目標無線電全息信號提取方法，該方法可用於針對FSR系統中實測數據處理中的目標RHS提取，並有一定的適用性。
文檔編號G01S7/41GK102981153SQ20121045222
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月13日 優先權日2012年11月13日
發明者曾濤, 胡程, 周超, 劉長江, 田衛明 申請人:北京理工大學