[发明专利]一种双通道雷达对地测高系统及方法

说明书

一种双通道雷达对地测高系统，包括天线、微波组合、发射机、低功率射频分机、波束控制器；所述发射机将低功率射频发射信号进行滤波、功率放大，并将生成的大功率发射信号输出至微波组合；微波组合将输入的大功率发射信号输出至天线输入端；波束控制器控制天线波束指向测高区域；天线将两个天线子阵面回波信号转换为方位和通道回波信号与方位差通道回波信号；低功率射频分机产生低功率射频信号，将微波组合输出的和通道和方位差通道射频回波下变频、滤波变换为低中频或零中频的和通道与方位差通道回波，并输出至信号处理与控制分机。

技术领域

本发明涉及信息获取与处理技术领域，特别是一种无视线约束的双通道雷达对地测高系统及方法。

背景技术

传统的飞行器载雷达对地测高方法，利用波束指向天底方向的特点，使得回波距离范围压缩具备较好的测高观测能力。对于在飞行剖面内前斜测高的需求，科研工作者提出了延迟-多普勒测高方法，获得了较好的应用效果。目前对于波束偏离飞行剖面的测高需求，天线波束内回波呈现距离严重展宽、多普勒严重展宽两种效应，导致传统的测高方法失效，无法实现对不受方向约束的雷达测高技术，飞行器飞行剖面内前下视、后下视测高及飞行剖面外斜视测高等普适情况下，存在的距离多普勒二维展宽问题，利用波束中心点高度提取方法失效。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明所述方法解决了宽波束斜视条件下波束距离和多普勒展宽造成的测高困难问题，实现了不受观测视线约束的对地测高技术。

(二)技术方案

本发明公开了一种双通道雷达对地测高系统，包括天线、微波组合、发射机、低功率射频分机、波束控制器；所述发射机将低功率射频发射信号进行滤波、功率放大，并将生成的大功率发射信号输出至微波组合；微波组合将输入的大功率发射信号输出至天线输入端；波束控制器控制天线波束指向测高区域；天线将两个天线子阵面回波信号转换为方位和通道回波信号与方位差通道回波信号；低功率射频分机产生低功率射频信号，将微波组合输出的和通道和方位差通道射频回波下变频、滤波变换为低中频或零中频的和通道与方位差通道回波，并输出至信号处理与控制分机。

本发明还公开了一种双通道雷达对地测高方法，流程如下：

A1：双通道雷达对地测高装置发射典型大时宽带宽积信号，接收场景回波s(t_a,t)并对回波信号进行距离向脉冲压缩、距离徙动补偿和相参积累；

A2：对和通道距离-多普勒图像进行二值分割；

A3：对和通道与方位差通道距离-多普勒图像的幅度比值进行过门限检测，确定方位差波束零深的区域；

A4：对过门限的零深初始检测点迹进行带有方向约束的直线拟合；

A5：对过门限的零深初始检测点迹进行野值点剔除；

A6：对零深检测点集合E的结果进行二次曲线拟合；

A7：利用二次曲线拟合后的多个零深检测点的距离-多普勒数据解算飞行器高度。

进一步地，A1流程具体如下：

A11:计算距离向脉冲压缩和距离徙动补偿：

S(t_a,R)＝IFFT{FFT[s(t_a,t)]·H₁₁(t_a,f_r)}