[发明专利]基于数据库匹配的太赫兹雷达信号大气传输失真补偿方法

权利要求书

1.一种基于数据库匹配的太赫兹雷达信号大气传输失真补偿方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：获得经过大气传输的太赫兹雷达回波信号，生成实际一维距离像；

步骤2：鉴别一维距离像中的独立散射中心；

步骤3：利用太赫兹频段大气传输特性信息数据库，仿真不同大气条件下独立散射中心的一维距离像；

步骤4：提取独立散射中心附近的实际一维距离像，并与仿真一维距离像对比；

步骤5：选取最佳匹配一维距离像对应的大气参数；

步骤6：根据最佳匹配大气参数计算估计的大气透过率与相位偏移；

步骤7：补偿经过大气传输的太赫兹雷达回波信号，得到补偿后一维距离像。

2.根据权利要求1所述的一种基于数据库匹配的太赫兹雷达信号大气传输失真补偿方法，其特征在于：所述的步骤2具体包括：

考虑到实际雷达脉冲为带限信号，局域峰值搜索会将一维距离像中的旁瓣判定为散射中心，故采用峰值密度聚类方法，鉴别独立散射中心，定义某一散射中心的局域密度为：

式中，ρ_k为散射中心k的局域密度；d_jk为散射中心j与散射中心k之间的距离；d_c为距离门限；χ为判决函数，有定义式：

将各散射中心局域密度从大到小排列，定义某散射中心的距离最小值为：

δ_k＝min(d_jk),k∈ρ_j＞ρ_k       (6)

式中，δ_k为像元k至高于其局域密度像元的距离最小值；min为求最小值符号，若距离最小值δ_k小于距离门限则认为该散射中心为旁瓣；

局域密度ρ_k较小且距离最小值δ_k较大的散射中心判定为独立散射中心，并通过一维距离像获取其距离。

3.根据权利要求1所述的一种基于数据库匹配的太赫兹雷达信号大气传输失真补偿方法，其特征在于：所述的步骤3具体包括：

利用下式生成独立散射中心、不同大气传输条件下的回波信号：

式中，E表示雷达回波信号；f_v为第v个步进脉冲信号的频率；A为散射中心强度；l为散射中心的距离；c为光速；i为虚数符号；α与β分别为大气吸收与相位偏移系数，通过查询太赫兹频段大气传输特性信息数据库获得；

利用逆快速傅里叶变换生成式(7)信号的一维距离像，并相关系数r评价其与实际一维距离像的相似度：

式中，E_x与E_y分别为截取的实际与仿真一维距离像；Cov(E_x,E_y)为二者的协方差；Var(E_x)与Var(E_y)为它们各自的方差。

4.根据权利要求1所述的一种基于数据库匹配的太赫兹雷达信号大气传输失真补偿方法，其特征在于：所述的步骤7具体包括：

选取相关系数最大的大气参数计算大气消光系数及相位偏移系数，将一位距离像划分为若干部分，各部分做快速傅里叶变换后，在频率域利用下式补偿回波信号：

E′_M(f_v)＝E_M(f_v)·exp[α′(f_v)l′]·exp[-iβ′(f_v)l′]     (9)

式中，E′_M表示补偿后的雷达回波信号；E_M表示原始雷达回波信号；f_v为第v个步进脉冲信号的频率；α与β为估计的大气消光系数与相位偏移系数；l′为成像区域的参考距离；

利用式(9)补偿后回波信号做逆快速傅里叶变换，拼接各部分得到补偿后的一维距离像。