[发明专利]通过雷达频率带宽复用提高分辨率的方法及电路

说明书

本发明涉及一种遥感、目标检测技术领域的雷达系统，特别是一种通过雷达频率带宽复用提高分辨率的方法及电路。

合成孔径雷达是一种高分辨成像雷达系统，它广泛应用在遥感、目标检测等技术领域。合成孔径雷达利用雷达回波信号的多普勒效应进行信号处理，实施合成孔径，以实现方位向的高分辨率，利用调频脉冲压缩技术来实现距离向的高分辨率。如图1所示，其为一般合成孔径雷达中信号处理的电路方框图；该信号处理电路包括：一载频发生器11、一数据记录装置12、一A/D转换器13、一匹配滤波器14、一功率放大器15、一低噪声放大器16及一收发开关17；利用回波信号S(t)对载频发生器11输出的载频信号调制后，经收发开关17及低噪声放大器16放大后，进行正交分离，在经A/D转换器13转换成数字信号，经处理的信号由匹配滤波器14输出到信号显示系统。

要提高距离向分辨率，传统的方法是提高调频信号的时带积，这就带来了一些问题：一是信号带宽增大，这样会使进入系统的噪声功率增大，从而降低了信噪比；二是信号带宽增大后，相应系统信号采样率也要提高，这会导致系统处理的数据量增大，给数据的实时处理、传输及数据存储带来很多困难。单纯增加信号时宽(时带积)在合成孔径雷达中又带来增加距离模糊程度等问题。

本发明的目的在于提供一种通过雷达频率带宽复用提高分辨率的方法，使用复合调频信号的合成孔径雷达工作新模式，以解决合成孔径雷达系统中高距离分辨率和宽系统带宽之间的矛盾。

本发明的另一目的在于提供一种通过雷达频率带宽复用提高分辨率的电路，以实现使用复合调频信号的合成孔径雷达工作的新模式。

为达到上述目的本发明采取如下措施：

本发明的一种通过雷达频率带宽复用提高分辨率的方法，包括如下步骤：

a、发射信号：产生调频脉冲信号，将调频脉冲信号与载频信号混频、放大，再经发射天线发射；

b、接收信号：经接收天线接收，经放大器放大、信号分离，再经放大器放大；

c、模/数转换：经步骤b处理的信号，进行正交分离后，再进行模/数转换，将接收信号转换成数字信号；

d、经匹配滤波器进行脉冲压缩；

其特征在于：

在步骤a中所产生的调频脉冲信号为至少两个调频子脉冲；

在步骤d中匹配滤波器为至少两套，以匹配至少两种不同的回波信号。

其中：所述至少两个调频子脉冲可为频带相同而调频形式不同的调频信号。

其中：所述调频子脉冲可为两个调频子脉冲，两个调频子脉冲为频域带宽相同而调频斜率相反的线性调频信号；相应载波可为同一频率的载波；

在步骤d中匹配滤波器为两套，以匹配两种不同的回波信号。

其中：所述步骤d中包括分别储存子脉冲及合成子脉冲的步骤。

本发明的一种通过雷达频率带宽复用提高分辨率的电路，包括：信号产生电路、载频发生器、功率放大器、定时监控电路、低噪声放大器、信号分离电路、正交分离电路、数据记录装置、A/D转换器、匹配滤波器及参考函数发生器；其特征在于，还包括：

子脉冲存储器及合成器；

子脉冲存储器的信号输入端及输出端分别连接匹配滤波器及合成器；

信号产生电路产生至少两个调频子脉冲；

参考函数发生器产生至少两个分别对应子脉冲的参考函数。

其中：所述信号产生电路可产生两个调频子脉冲；

所述子脉冲存储器包括第一子脉冲存储器及第二子脉冲存储器：

所述参考函数发生器产生两个分别对应两个子脉冲的参考函数。

结合附图及实施例对本发明的具体结构特征详细说明如下：

附图简单说明：

图1：现有合成孔径雷达的信号处理电路的电路方框图；

图2：本发明中发射调频子脉冲串的时域示意图；

图3：为采用现有的常规信号处理方法对合成孔径雷达回波信号进行方位向和距离向压缩后的波形示意图；

图4：为在与图3相同系统带宽下采用本发明的合成孔径雷达信号处理方法进行距离和方位压缩的结果示意图；

图5：本发明合成孔径雷达的信号处理电路实施例的电路方框。

本发明的合成孔径雷达采用复合调频信号，即在发射端，发射信号不再采用传统的单一线性调频脉冲，而采用一系列形式不同但处于同一带宽内的子脉冲信号序列：这种脉冲信号表示如下：

T为复合调频脉冲信号S(t)的周期