[发明专利]用于电离层F探测的雷达回波信号处理方法

权利要求书

1.用于电离层F探测的雷达回波信号处理方法，其特征在于，包括:

(1)截取雷达完整探测N个周期回波数据所对应电离层F的数据D；

(2)设计高斯窗滤波器对数据D进行滤波，在每一个回波周期内，对滤波后的数据两两进行相关处理，得到自相关数据D1：

(3)将每个周期的自相关数据D1截断为多个子数据，截断长度为回波的脉冲宽度，每个截断子数据的起始时间对应于自相关数据D1在目标电离层的高度；

(4)由雷达发射信号的码型与该码型的分数阶p计算生成符号修正表，即将N组长度为L的雷达发射信号的每组编码平移np个码元；用平移后的N组编码分别与平移前对应的编码相乘，得到N组长度为L-n的编码符号，作为第n个时延处各组编码对应码元的修正符号，n＝1,2,3,...,L-1；

(5)对每组中所有子数据分别使用符号修正表进行第一次修正，并将不同组子数据的修正结果按不同高度分别进行求和，得到N组数据的第一次修正结果；

(6)截取下一个N周期回波数据，重复步骤(2)～(5)，直到电离层中信号的平稳时间结束，再将所有周期对应高度处得到的第一次修正结果进行求和，得到所有周期数据求和后的自相关结果；

(7)对所有周期数据求和后的自相关结果分别使用对应的模糊函数值进行第二次修正，得到最终的自相关结果，并对最终自相关结果进行傅立叶变换，得到电离层高度-频率二维功率谱；

(8)重复步骤(1)～(3)，在(4)中另选取不同的分数阶p，计算相应的符号修正表，利用相应的符号修正表对(3)中所得的N组全部子数据进行步骤(5)～(7)的处理，并对所得结果进行高度-频率-分数阶的三维功率谱合成，完成对雷达回波信号的处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(1)中所述的雷达完整探测N个周期回波数据，其周期数为雷达发射信号码元个数L的2倍，即N＝2L。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)中的对滤波后的数据两两进行相关处理，将滤波后的数据平移np个码元，与平移前对应的数据相乘，得到第n个时延处的自相关，n＝1,2,3,...,L-1。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)中设计的高斯窗滤波器，其冲击响应的宽度为发射信号码元宽度的p倍。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(5)中对每组中所有子数据分别使用符号修正表进行第一次修正，是用符号修正表中每组编码对应的各码元的修正符号分别乘以对应的各个码元位置的自相关点的值，得到每组中子数据符号修正后的自相关结果。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(6)中电离层中信号的平稳时间，设为2～3分钟。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(7)中的模糊函数值，是通过雷达发射信号的码型计算得出的，计算步骤如下：

(7a)使用高斯滤波器对N组雷达发射信号的每组编码进行滤波，得到每组编码对应的幅度模糊函数值序列；

(7b)将步骤(7a)得到的N个幅度模糊函数值序列平移n个码元宽度，n＝1,2,3,...,L-1，再将平移后的序列分别与平移前对应的序列相乘，得到第n个时延处每组编码的距离模糊函数值序列；

(7c)对每组编码第n个时延处的距离模糊函数值序列分别使用符号修正表第n个时延处对应的符号进行修正，并对N个修正后的距离模糊函数值序列求和，得到第n个时延处各码元最终的模糊函数值序列。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(7)中对所有周期数据求和后的自相关结果分别使用对应的模糊函数值进行第二次修正，是分别用其第n个时延处的所有周期数据求和后各个码元位置的自相关点的值除以第n个时延处各码元的对应模糊函数值，得到最终的自相关结果。