一种适配低信噪比场景的宽带幅相失真补偿方案制造技术

本发明专利技术涉及一种适配低信噪比场景的宽带幅相失真补偿方案，包括：获取基带原始回波；对s

【技术实现步骤摘要】
一种适配低信噪比场景的宽带幅相失真补偿方案


[0001]本专利技术涉及信号处理
，尤其涉及一种适配低信噪比场景的宽带幅相失真补偿方案。

技术介绍

[0002]受制于现有元器件技术水平，宽带雷达在信号产生、收发链路等环节均存在非线性响应，造成宽带回波信号幅相失真，进而导致宽带雷达高分辨距离像(HRRP)主副瓣比恶化，导致成像质量变差。为确保宽带雷达的高分辨性能，一种常用的办法是：利用单脉冲或多脉冲积累的球形卫星宽带回波、提取系统的宽带幅相失真补偿系数，进而完成对宽带雷达幅相失真的有效补偿，最终实现其HRRP主副瓣比改善。
[0003]然而，对于部分威力较小的宽带雷达，由于球形卫星的RCS通常较小且距离雷达通常较远，造成来自球形卫星散射的单个脉冲宽带回波信噪比(SNR)过于微弱，导致：(1)一方面难以通过单个低信噪比宽带回波提取高质量宽带幅相失真补偿系数；(2)另一方面，过低的信噪比造成无法准确校准多个宽带脉冲间的相位偏差，进而导致难以通过多脉冲相参积累的方式获取高质量宽带幅相失真补偿系数。综上所述，在低信噪比场景下利用传统方法通常难以有效补偿宽带雷达幅相失真，进而造成其HRRP主副瓣比无法有效改善。
[0004]相关参考文献：
[0005][1]J.V.Eshbaugh,R.L.Morrison,E.W.Hoen,T.C.Hiett,andG.R.Benitz,"HUSIRsignalprocessing,"LincolnLaboratoryJournal,vol.21,no.1,pp.115
‑
134,2014.
[0006][2]WangG,XuR,CaoZ.,“Systemcompensationforinversesyntheticapertureradar”,Aerospace&ElectronicsConference.IEEE,1994.
[0007][3]张鹏,彭希亮，陆经营.毫米波高分辨成像相控阵雷达试验研究.现代雷达,2021,43(07):27
‑
31.
[0008][4]张锐，柯长海，高爱明.宽频带大口径雷达的幅相失真补偿方法.现代雷达,2021,43(05):38
‑
43.
[0009][5]杨文军，徐泳，王峰，向勇奇.宽带雷达系统失真补偿信号的提取方法.现代雷达,2006(05):8
‑
11。

技术实现思路

[0010]为解决现有的技术问题，本专利技术提供了一种适配低信噪比场景的宽带幅相失真补偿方案。
[0011]本专利技术的具体内容如下：一种适配低信噪比场景的宽带幅相失真补偿方案，包括如下步骤
[0012]步骤一、首先向球形卫星发射N个宽带脉冲，收到N个宽带回波信号，对其做去斜、变频、采样、速度补偿等处理后，得到去斜后的基带原始回波s
i
(t)(以下简称为原始回波)，其中i＝1,2，
……
，N；
[0013]步骤二、对s
i
(t)作傅里叶变换，获取原始回波一维距离像F
i
(f)，其中F
i
(f)的中心频率为f0；
[0014]步骤三、假设系统采样率为PF，采样点数为M点，则对F
i
(f)作K点循环左移操作，得到G
i
(f)，其中K为最接近f0/(PF/M)的整数；
[0015]步骤四、由G
i
(f)的频谱图可得出有效信号区域为f
1i
到f
2i
，则构建频域矩形窗函数H
i
(f)：
[0016][0017]将矩形窗函数与G
i
(f)相乘，得到J
i
(f)＝G
i
(f)H
i
(f)；
[0018]步骤五、对J
i
(f)作傅里叶反变换得到加窗原始回波j
i
(t)，基于上述处理后，原始回波的噪声降低，j
i
(t)的信噪比相对于s
i
(t)的信噪比将获得一定提升；
[0019]步骤六、分别获取j
i
(t)的归一化幅度A
i
(t)与相位φ
i
(t)：
[0020]A
i
(t)＝|j
i
(t)|/max[|j
i
(t)|]，
[0021][0022]其中，max[|j
i
(t)|]为|j
i
(t)|的最大值，Im[j
i
(t)]为j
i
(t)的虚部，Re[j
i
(t)]为j
i
(t)的实部；
[0023]步骤七、对N个归一化幅度A
i
(t)与相位φ
i
(t)的分别作取平均操作，从而有效降低幅度失真随机误差以及相位失真随机误差，进而提取得到高精度幅度失真A
c
与相位失真φ
c
：
[0024][0025][0026]步骤八、进一步，系统的高精度宽带幅相失真补偿系数C(t)可表达为
[0027][0028]步骤九、假设雷达对某目标探测的宽带原始回波为D(t)，则通过将宽带幅相失真补偿系数C(t)与其直接相乘，即可实现对来自目标的宽带原始回波幅相误差有效补偿，进而显著改善宽带雷达HRRP主副瓣比。
[0029]本专利技术提供的适配低信噪比场景的宽带幅相失真补偿方案，解决了传统方法在低信噪比条件下幅相失真补偿效果差的问题。本专利技术通过频域加窗降噪、时域幅相分离并降低随机误差等措施，可在低信噪比条件下准确提取得到系统幅相失真，进而实现对来自目标的宽带原始回波幅相误差有效补偿，有效提升目标的HRRP主副瓣比。由于本专利技术有效利用了球形卫星的多组宽带回波信息，同时不需要对球形卫星的宽带回波作多脉冲相参积累，解决了传统方法在低信噪比条件下难以准确获取宽带幅相失真参数、进而导致宽带雷达 HRRP主副瓣比无法有效改善的难题。
附图说明
[0030]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步阐明。
[0031]图1为本专利技术针对低信噪比场景提出的宽带幅相失真补偿方法实施步骤；
[0032]图2是本专利技术在具体实施方式步骤(2)中将100帧原始回波一维距离像统一搬移至频率零点后的结果；
[0033]图3是本专利技术具体实施方式步骤(7)所得到的高精度幅度失真Ac；
[0034]图4是本专利技术具体实施方式步骤(7)所得到的高精度相位失真φc；
[0035]图5是本专利技术具体实施方式步骤(9)所得到的某空间目标原始回波一维距离像及其经幅相补偿后的一维距离像。
具体实施方式
[0036]结合图1
‑
图5，本专利技术公开的适本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适配低信噪比场景的宽带幅相失真补偿方案，其特征在于：包括如下步骤：步骤一，获取基带原始回波s
i
(t)；步骤二，对s
i
(t)做傅里叶变换，获取原始回波一维距离像F
i
(f)；步骤三，对F
i
(f)做K点循环左移操作，得到G
i
(f)，K为整数；步骤四，构建频域矩形窗函数H
i
(f)，将矩形窗函数与G
i
(f)相乘，得到J
i
(f)＝G
i
(f)H
i
(f)；步骤五，对J
i
(f)作傅里叶反变换得到加窗原始回波j
i
(t)；步骤六，分别获取j
i
(t)的归一化幅度A
i
(t)与相位步骤七，归一化幅度A
i
(t)与相位分别作取平均操作；步骤八，计算宽带幅相失真补偿系数C(t)；步骤九，将宽带幅相失真补偿系数C(t)与雷达对某目标探测的宽带原始回波D(t)直接相乘，得到对来自目标的宽带原始回波幅相误差有效补偿。2.根据权利要求1所述的适配低信噪比场景的宽带幅相失真补偿方案，其特征在于：步骤一中，向球星卫星发射N个宽带脉冲，收到N个宽带回波信号，对其做去斜、变频、采样、速度补偿处理后，得到去斜后的基带原始回波s
i
(t)，其中i＝1,2，
……
，N。3.根据权利要求2所述的适配低信噪比场景的宽带幅相失真补偿方案，...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭希亮，张鹏，张锐，杨文军，吴剑，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十四研究所，
类型：发明
国别省市：