[发明专利]一种太赫兹主动成像雷达系统相位补偿方法

说明书

本发明公开了一种太赫兹主动成像雷达系统相位补偿方法，其包含以下步骤：S1、开启内定标通道；S2、获取内定标通道的太赫兹波回波信号的相位信息；S3、提取内定标通道的太赫兹波回波信号的相位误差；S4、利用多项式拟合相位校正函数，得到相位校正函数一次项和非线性项系数值；S5、开启接收通道；S6、获取接收通道的中频回波信号；S7、分析接收通道的中频回波信号，获取目标距离信息；S8、根据目标距离信息和步骤S4中的相位校正函数计算出补偿相位，根据补偿相位的计算结果完成接收通道的中频回波信号数据相位补偿。其优点是：较传统的相位补偿方法适应性更强，可克服传统太赫兹主动成像雷达相位补偿方法的不足。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理技术领域，具体涉及一种太赫兹主动成像雷达系统相位补偿方法。

背景技术

太赫兹频段的波长远小于现有微波、毫米波，太赫兹频段更适合于实现大信号带宽，实现超高距离分辨率，可以在很小的相干积累角内实现方位高分辨，从而获得目标的高分辨成像信息。目前，太赫兹主动成像雷达系统主要功能是成像，其中包括一维距离像、ISAR成像和三维成像，传统的太赫兹主动成像雷达系统实现框图如图1所示。

太赫兹主动成像雷达系统采用相干中频本振产生技术、谐波混频与超外差结合的接收技术实现相干信号录取。该相干系统既保证了接收机的灵敏度和接收性能，又确保了相位信息准确，太赫兹主动高分辨成像是利用太赫兹调频信号的相位信息得到高距离分辨率。

然而，由于太赫兹前端模拟电路的非理想传输特性，通道传递函数存在误差，这将对太赫兹雷达系统引入严重的相位误差，另一方面，IQ通道的幅相不一致性，也是相位误差的另一个来源。相位误差的存在大大降低了信号的相干性，太赫兹主动成像系统相位畸变后会导致距离分辨率下降、信噪比降低和距离像畸变，因此要对雷达回波进行相位补偿。

传统相位补偿方法主要有两种方法，第一种通过建立通道传递函数误差实现相位补偿，太赫兹主动成像雷达包含多个倍频/混频环节，且受环境温度及系统工作参数漂移等影响，不能简单地用一个传递函数来完全表征系统误差，难以适用于太赫兹主动成像雷达系统。另一种为基于参考点的相位补偿，该方法通过在同一场景下利用简单的点目标获取试验数据后，得到其非线性相位，利用该相位误差实现对同一位置处其他复杂目标的相位补偿。但在太赫兹波段雷达实际应用中，理想的点目标很难得到，且该方法在动目标条件下难以应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太赫兹主动成像雷达系统相位补偿方法，通过雷达内定标通道提取出系统相位失真误差校正信号，近似得到一个理想点目标的非线性相位，通过对该相位误差拟合，得到雷达系统相位误差函数，利用该函数实现对不同位置处其他目标的相位补偿校正，相位校正后的回波信噪比和相位精度得以提高，且使雷达系统具备实时相位误差自校正能力，较传统的相位补偿方法适应性更强，可克服传统太赫兹主动成像雷达相位补偿方法的不足。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种太赫兹主动成像雷达系统相位补偿方法，其特征是，包含以下步骤：

S1、开启内定标通道；

S2、获取内定标通道的太赫兹波回波信号的相位信息；

S3、提取内定标通道的太赫兹波回波信号的相位误差；

S4、利用多项式拟合相位校正函数，得到相位校正函数一次项和非线性项系数值；

S5、开启接收通道；

S6、获取接收通道的中频回波信号；

S7、分析接收通道的中频回波信号，获取目标距离信息；

S8、根据目标距离信息和步骤S4中的相位校正函数计算出补偿相位，根据补偿相位的计算结果完成接收通道的中频回波信号数据相位补偿。