[发明专利]超宽带合成孔径雷达中的多通道校正方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域，涉及多通道UWB SAR(Ultra Wide-bandSynthetic Aperture Radar，超宽带合成孔径雷达)的通道校正方法，尤其是小时宽带宽积线性调频信号体制下的多通道UWB SAR通道校正方法。

背景技术

近十几年的研究和战争实践表明，将UWB SAR和GMTI(Ground MovingTarget Indication，地面运动目标指示)相结合更能满足现代战场侦察的需要。它能更好地捕捉实际场景，提高情报的收集能力和情报的准确性。其中，杂波抑制是运动目标检测的首要问题，而通道校正是影响杂波抑制性能的一个重要因素。因此通道校正是多通道UWB SAR/GMTI雷达系统的一个重要课题。

在多通道UWB SAR/GMTI雷达系统中，每个通道都包括阵元和馈电线路、射频放大与变频、中频处理、同相/正交支路和模拟数字变换部件，任一环节有误差都会引起各通道间的不一致性。此外，由于模拟器件及其所构成的电路不可避免地存在特性上的差异，并且在工作中模拟电路的状态也会不断的变化，所以对于众多的接收通道要求其工作特性在任何时刻完全一致是不可能的。因此为保证雷达良好的检测性能，除了严格的硬件设计和加工外，利用一定的信号处理方法可以进一步减小幅相误差，提高各通道间的一致性。

各通道间频率响应的不一致性称为通道不一致。为保证所有通道的频率响应达到一致或匹配，需要在每一个通道中插入一个通道均衡器，实现与频率有关的幅度和相位的补偿，校正频率特性失配，完成通道间的不一致性校正。

当前，对于多通道雷达系统，实现通道校正有三种方案。这些方案的基本原理和技术特点如下：

一、选择一个带内最为平坦的、畸变最小的通道作为参考通道，其余各通道与其作比较，以取得一致的频率特性。但这样处理需要一个比较选择过程，增大了运算量。

二、简单地以任意一个通道作为参考通道，在其他各个通道中插入通道均衡器，使其他所有通道都与参考通道相一致。这样N个通道需要N-1个均衡器。但这样处理仅仅保证了各个通道频率特性相一致，由于参考通道选择的“任意性”，无法保证每一个通道都具有良好的频率特性。

三、以理想接收通道作为参考通道，所有通道中全部插入均衡器，使所有通道的频率特性尽可能接近理想状态。然而，当线性调频信号的时宽带宽积小于100(此时称为小时宽带宽积线性调频信号)，理想回波信号的幅度谱不具有近似矩形的特性，通带内有较严重的菲涅尔波纹，所以选取理想接收通道作为参考通道进行通道校正不能获得良好的脉冲压缩性能，不利于UWB SAR/GMTI后端系统的处理。

因此，如何对小时宽带宽积线性调频信号体制下的多通道UWB SAR/GMTI雷达系统进行通道校正是一个亟待解决的关键问题。

发明内容

本发明的目的是，提供一种小时宽带宽积线性调频信号体制下的多通道校正方法，以经过修正的理想接收通道作为参考通道，在完成多通道间不一致性校正的同时，改善回波信号的脉冲压缩性能。

本发明的技术方案是，一种超宽带合成孔径雷达中的多通道校正方法，应用于小时宽带宽积线性调频信号体制下的多通道UWB SAR/GMTI系统，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，利用谱修正技术构造匹配滤波器系统函数。

由于时域压缩产生的距离旁瓣与频域上的边缘跃变以及带内菲涅尔波纹紧紧相关，不同时宽带宽积的线性调频信号具有不同的压缩性能。为抑制线性调频信号频谱的边缘跃变，降低距离旁瓣电平，在距离压缩时需要进行加窗处理。但小时宽带宽积信号频谱的菲涅尔波纹较为严重，影响了加窗的效果，所以与大时宽带宽积信号相比，小时宽带宽积信号脉冲压缩输出的峰值旁瓣比将会下降。因此，鉴于小时宽带宽积信号频谱的菲涅耳波纹对于距离旁瓣的突出影响，一种直观的方案是在距离压缩时，利用谱修正技术将小时宽带宽积线性调频信号频谱修正为矩形频谱。

线性调频信号频谱的修正通过修改匹配滤波器的系统函数来实现。本发明中构造的匹配滤波器系统函数M(f)为