[发明专利]一种均匀场景下的雷达回波信号多普勒质心确定方法

说明书

本发明公开了一种均匀场景下的雷达回波信号多普勒质心确定方法，通过回波数据流生成模块、数字正交混频模块、脉冲压缩模块和多普勒质心确定模块实现。回波数据流生成模块对雷达回波信号进行采样，生成回波数据流；数字正交混频模块对回波数据流进行数字正交混频处理，得到基带同相和正交数据流；脉冲压缩模块对基带同相和正交数据进行脉冲压缩处理，得到脉压后数据；多普勒质心确定模块对脉压后数据进行自相关运算，并根据运算结果确定多普勒质心。本发明解决了常用的多普勒质心确定方法在均匀场景下确定的多普勒质心精度较低的问题。

技术领域

本发明涉及一种多普勒质心确定方法，特别是一种均匀场景下的雷达回波信号多普勒质心确定方法。

背景技术

多普勒质心是雷达导引头成像处理所需的重要参数，主要取决于导引头与地面目标之间的径向速度。多普勒质心值可通过对雷达回波信号进行处理而得到。均匀场景是指观测场景没有突变，对比度稳定在一定范围内。多普勒质心确定的精确与否直接影响成像质量的好坏，因为质心误差将导致图像信噪比降低，方位模糊性增加，并使图像上的目标位置产生偏移。多普勒质心值可以直接由卫星的星历数据或导弹的飞行姿态数据计算得出，但由于星历数据和导弹飞行姿态数据的精度受到一定限制，而且很多时候雷达平台的运动并不规则，直接计算出的多普勒质心值并不准确。

发明内容

本发明目的在于提供一种均匀场景下的雷达回波信号多普勒质心确定方法，解决常用的多普勒质心确定方法在均匀场景下确定的多普勒质心精度较低的问题。

一种均匀场景下的雷达回波信号多普勒质心确定方法，其具体步骤为：

第一步搭建多普勒质心确定系统

多普勒质心确定系统，包括：回波数据流生成模块、数字正交混频模块、脉冲压缩模块和多普勒质心确定模块。

回波数据流生成模块的功能为：对雷达回波信号进行采样，生成回波数据流；

数字正交混频模块的功能为：对回波数据流进行数字正交混频处理，得到基带同相和正交数据流；

脉冲压缩模块的功能为：对基带同相和正交数据进行脉冲压缩处理，得到脉压后数据；

多普勒质心确定模块的功能为：对脉压后数据进行自相关运算，并根据运算结果确定多普勒质心。

在FPGA芯片中运行上述模块。

第二步回波数据流生成模块对雷达回波信号进行采样，生成回波数据流

回波数据流生成模块在脉冲持续时间内雷达回波信号s(t)进行采样，生成回波数据流s(n)，采样频率为f_s，t为时间参数，n为时域点索引值，n＝0,1,…,N-1，N为数据流长度。

采样频率f_s的选取原则：f_s≥4(f₀+B/2)，其中f₀为雷达发射信号的中心频率，B为雷达发射信号的带宽，f₀+B/2为雷达发射信号的最大频率。

第三步数字正交混频模块对回波数据流进行数字正交混频处理

数字正交混频模块将回波数据流s(n)分别乘以数字本振cos(2πf₀n)和sin(2πf₀n)，然后分别进行低通滤波处理：

s_I(n)＝LPF{s(n)·cos(2πf₀n)}

s_Q(n)＝LPF{s(n)·sin(2πf₀n)}

得到数字正交混频处理结果：基带同相数据流s_I(n)和基带正交数据流s_Q(n)，其中LPF{·}表示低通滤波处理。