一种星载微波散射计海面回波信号的检测方法技术

本发明专利技术一种星载微波散射计海面回波信号的检测方法，针对星载微波散射计回波信号能量小，信噪比差，需要采用特殊的信号检测方法来得到高精度的海面回波信号功率值问题，提出了一种星载微波散射计海面回波信号的检测方法，步骤如下：将接收机采集的回波信号和内定标信号，采用不同带宽的数字滤波器分成两路，带宽小的一路定义为信号通道，带宽大的一路定义为噪声通道；测量分别获取信号通道和噪声通道接收到的回波信号与噪声的能量和；测量获取信号通道和噪声通道接收到的内定标信号得到噪声通道与信号通道的增益比为β；将接收机输入端接匹配负载进行接收机噪声测量得到噪声能量比γ；最后计算获得信号通道接收到的回波信号能量Es。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术，针对星载微波散射计回波信号能量小，信噪比差，需要采用特殊的信号检测方法来得到高精度的海面回波信号功率值问题，提出了，步骤如下：将接收机采集的回波信号和内定标信号，采用不同带宽的数字滤波器分成两路，带宽小的一路定义为信号通道，带宽大的一路定义为噪声通道；测量分别获取信号通道和噪声通道接收到的回波信号与噪声的能量和；测量获取信号通道和噪声通道接收到的内定标信号得到噪声通道与信号通道的增益比为β；将接收机输入端接匹配负载进行接收机噪声测量得到噪声能量比γ；最后计算获得信号通道接收到的回波信号能量Es。【专利说明】—种星载微波散射计海面回波信号的检测方法
本专利技术属于空间微波遥感
，涉及。
技术介绍
星载微波散射计是一部需要高精度定量测量的有源微波遥感器，主要应用在海面风场矢量测量中。目前，国内外已有多个星载微波散射计成功在轨运行，且今后有持续的任务需求。星载微波散射计由于作用距离远，回波信号能量小，信噪比一般在-1OdB?-25dB之间，需要采用特殊的信号检测方法来得到高精度的海面回波信号功率值，进而才可能精确计算雷达后向散射系数，反演风场矢量，本专利技术即针对该问题提出。现有的同时同频带检测方法是通过分“信号通道”、“噪声通道”进行测量，并基于对“噪声通道”与“信号通道”增益及带宽比值的测量，通过参数代换来进行纯净回波信号的估计的。其中增益及带宽比值的测量基于如下假设:I)两通道对回波信号的增益比和对噪声的增益比一致；2)两通道带宽内滤波器幅频特性理想，且噪声为高斯白噪声，噪声的大小仅与带宽有关。而以上假设在实际中有可能并不成立，原因如下:I)在采用线性调频信号的脉压系统中，“信号通道”需要进行脉压处理后(一般采用解线频调的处理方法)再进行积分求取回波信号能量，而“噪声通道”仅进行积分求取能量。“信号通道”的脉压处理若不理想则两通道对于回波信号的增益比和对于噪声的增益比是不相同的。实际系统中，由于通道误差等，脉压处理往往针对回波信号存在增益损失的不理想性。2)实际系统中，两通道带宽内滤波器幅频特性不理想，噪声也不完全为高斯白噪声，因而噪声的大小和其所处的频带位置有关，不能通过两通道带宽的比值来折算其中某通道噪声的大小。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是:克服现有技术的不足，，解决了同时同频带检测方法的受限于两通道对回波信号的增益比与噪声的增益比一致及通道噪声为白噪声的假设限制。本专利技术的技术方案是:，步骤如下:I)将接收机采集到的回波信号和内定标信号，采用不同带宽的数字滤波器分成两路，其中带宽小的一路定义为信号通道，带宽大的一路定义为噪声通道；2)测量获取信号通道接收到的回波信号与噪声的能量和Ee=Es+Ne=GrePs τ p+Ne,测量获取噪声通道接收到的回波信号与噪声的能量和En=GmPs τ ρ+Νη ;其中Es为信号通道接收到的回波信号能量，Gm为信号通道对接收到的信号的增益，Ps为接收到的回波信号功率，%为接收到的回波信号脉冲宽度，凡为信号通道接收到的噪声能量，Gm为噪声通道对接收到的信号的增益，Nn为噪声通道接收到的噪声能量；3)测量获取信号通道接收到的内定标信号与噪声的能量和Ee，eal=LfGJ\ τ p+Ne,cal ；测量获取噪声通道接收到的回波信号与噪声的能量和En，Ml=LfGmPt τ p+Nn,cal ;设噪声通道与信号通道的增益比为β，由于此时信号能量远大于噪声能量，则【权利要求】1.，其特征在于步骤如下: 1)将接收机采集到的回波信号和内定标信号，采用不同带宽的数字滤波器分成两路，其中带宽小的一路定义为信号通道，带宽大的一路定义为噪声通道； 2)测量获取信号通道接收到的回波信号与噪声的能量和Ee=Es+Ne=GJ\τ p+Ne,测量获取噪声通道接收到的回波信号与噪声的能量和En=GmPs τ ρ+Νη ;其中Es为信号通道接收到的回波信号能量，Gre为信号通道对接收到的信号的增益，Ps为接收到的回波信号功率，τ ρ为接收到的回波信号脉冲宽度，Ne为信号通道接收到的噪声能量，Grn为噪声通道对接收到的信号的增益，Nn为噪声通道接收到的噪声能量； 3)测量获取信号通道接收到的内定标信号与噪声的能量和Eyal=LfGrePtτ p+Ne,cal ;测量获取噪声通道接收到的回波信号与噪声的能量和En，Ml=LfGmPt τ p+Nn,cal ;设噪声通道与信通道的增益比为β，由于此时信号能量远大于噪声能量，则 【文档编号】G01S7/41GK103675786SQ201310635167【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2013年11月29日 【专利技术者】刘丽霞, 段崇棣, 陈文新, 吕爱玲, 王小宁, 金阿鑫, 薛强, 易雪燕, 贺荣荣, 晋安中 申请人:西安空间无线电技术研究所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种星载微波散射计海面回波信号的检测方法，其特征在于步骤如下：1）将接收机采集到的回波信号和内定标信号，采用不同带宽的数字滤波器分成两路，其中带宽小的一路定义为信号通道，带宽大的一路定义为噪声通道；2）测量获取信号通道接收到的回波信号与噪声的能量和Ee=Es+Ne=GrePsτp+Ne，测量获取噪声通道接收到的回波信号与噪声的能量和En=GrnPsτp+Nn；其中Es为信号通道接收到的回波信号能量，Gre为信号通道对接收到的信号的增益，Ps为接收到的回波信号功率，τp为接收到的回波信号脉冲宽度，Ne为信号通道接收到的噪声能量，Grn为噪声通道对接收到的信号的增益，Nn为噪声通道接收到的噪声能量；3）测量获取信号通道接收到的内定标信号与噪声的能量和Ee,cal=LfGrePtτp+Ne,cal；测量获取噪声通道接收到的回波信号与噪声的能量和En,cal=LfGrnPtτp+Nn,cal；设噪声通道与信号通道的增益比为β，由于此时信号能量远大于噪声能量，则其中Lf为内定标回路插损，Pt为发射信号功率；4）将接收机输入端接匹配负载进行接收机噪声测量，设噪声通道与信号通道接收到的噪声能量比为其中En,load为接收机输入端接匹配负载时噪声通道接收到的能量，Ee,load为接收机输入端接匹配负载时信号通道接收到的能量；5）计算获得信号通道接收到的回波信号能量FDA0000426471510000011.jpg,FDA0000426471510000012.jpg,FDA0000426471510000013.jpg...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘丽霞，段崇棣，陈文新，吕爱玲，王小宁，金阿鑫，薛强，易雪燕，贺荣荣，晋安中，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61