[发明专利]雷达信号频率色散处理方法

说明书

本公开提供一种雷达信号频率色散处理方法，包括：雷达俯仰向以多子孔径接收回波生成多通道信号后放大并下变频到中频进行采样和量化，得到各通道的中频数字信号；使用M路中频数字波束形成器分别加权处理所述中频数字信号后进行求和，得到2*M路中频信号，其中M≥2；将所述2*M路中频信号经数字解调得到M路基带输出信号，并在数字解调时使用带通滤波器取出各路输出的高增益频带片段；以及将所述M路基带输出信号合成得到全带宽高增益输出信号。

技术领域

本公开涉及雷达数据处理技术领域，尤其涉及一种雷达信号频率色散处理方法。

背景技术

星载SAR(Synthetic Aperture Radar，合成孔径雷达)要获取实用的高分辨率宽幅成像能力，有效保证图像的信噪比和距离模糊等性能，俯仰向DBF(DigitalBeamforming，数字波束形成)接收技术将发挥不可替代的重要作用。俯仰向DBF技术的工作原理如图1所示。发射时，天线以俯仰向宽波束覆盖地面的宽测绘区域；接收时，天线在俯仰向的多个接收通道分别以宽接收波束接收地面的回波信号。各通道的信号分别独立地被低噪声放大并下变频到中频后进行采样量化用于后续处理。俯仰向DBF处理等效于用一个在俯仰向实时扫描的高增益窄波束接收地面回波。因此，俯仰向DBF接收技术可以大大提高系统信噪比和距离模糊等性能，有效保证星载SAR在高分辨率宽幅成像场景下的测绘性能。传统的俯仰向DBF处理会占用较多的数字处理资源，而星上数字资源又是非常有限的。DBF中频处理技术对于降低星上数字资源消耗，提高DBF技术的工程可实现性具有重要意义。

但在后续的雷达数据处理时会出现频率色散问题，在实现本公开构思的过程中，发明人发现如何处理频率色散是一个亟待解决的技术问题。

公开内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本公开提供了一种雷达信号频率色散处理方法，以缓解现有技术中雷达数据DBF合成处理时消耗数字处理资源较大，频率色散严重等技术问题。

(二)技术方案

本公开实施例提供一种雷达信号频率色散处理方法，包括：

操作S1：雷达俯仰向以多子孔径接收回波生成多通道信号后放大并下变频到中频进行采样和量化，得到各通道的中频数字信号；

操作S2：使用M路中频数字波束形成器分别加权处理所述中频数字信号后进行求和，得到2*M路中频信号，其中M≥2；

操作S3：将所述2*M路中频信号经数字解调得到M路基带输出信号；以及

操作S4：将所述M路基带输出信号合成得到全带宽高增益输出信号。

在本公开实施例中，所述M路中频数字波束形成器的中频加权系数对应不同指向的M个子波束。

在本公开实施例中，所述M个子波束共同覆盖回波下视角范围。

在本公开实施例中，所述M路中频数字波束形成器中第i路中频数字波束形成器对应于第k通道的中频加权系数的余弦项和正弦项可分别表示为：

其中，表示生成的相邻子波束互相偏离的角度，d表示天线的子孔径间距，c表示光速，t表示距离时间，θ(t)表示回波方向的下视角，β_c表示天线安装角，λ_i表示第i个中频数字波束形成器所取频段对应的等效波长。

在本公开实施例中，所述表示为：

其中，表示t时刻地面回波覆盖的下视角范围。

在本公开实施例中，所述表示为：