[发明专利]一种频控扫描雷达色散信号的二维成像方法

说明书

本发明提供一种频控扫描雷达色散信号的二维成像方法，包括步骤：S1、将宽带脉冲信号输入天线，通过天线辐射频扫色散波形；S2、通过机械/相控扫描装置录取不同角度位置的频扫色散回波；S3、转换色散回波为角度‑距离二维回波数据；S4、生成角度‑距离频率域脉冲压缩相位校正因子，校正角度‑距离二维回波数据的距离维，得到校正距离维的角度‑距离频率域二维回波数据；S5、生成角度频率‑距离频率域角度压缩相位校正因子，校正所述校正距离维的角度‑距离频率域二维回波数据的角度维，得到校正距离维和角度维的角度频率‑距离频率域二维回波数据；S6、对校正距离维和角度维的角度频率‑距离频率域二维回波数据进行二维IFFT。

技术领域

本发明涉及微波雷达信号处理领域，具体涉及一种频控扫描雷达色散信号的二维成像方法。

背景技术

微波雷达具有全天时、全天候的工作特点，是军用、民用领域目标探测的重要手段。微波雷达探测中，为了保证探测精度，探测波束通常远小于探测视场，需要结合天线扫描实现视场的全覆盖。目前天线的扫描方式主要有三种，即机械扫描、相控扫描和频控扫描。其中频控扫描具有天线结构简单、加工成本低、体积小、能够实现系统的集成化和小型化等特点，在军用、民用目标探测领域具有良好的应用前景。

受频率控制扫描机理的限制，频控扫描雷达在发射宽带信号时，产生的信号为色散信号，其距离维和角度维存在一定程度的耦合，使得其回波在距离-角度域发散，无法实现距离维和角度维的聚焦，无法实现良好的二维成像，这使得频控扫描雷达在宽带成像中的应用受到限制。

在名称为“频控阵雷达空距频聚焦动目标积累检测方法”申请号为CN108693509A的发明中，主要针对复杂背景下雷达动目标检测问题，提出了一种频控阵雷达空距频聚焦动目标积累检测方法，利用空间谱估计和稀疏分数阶傅里叶变换实现聚焦处理，该方法主要针对目标检测，不属于成像处理范畴，同时处理复杂，很难应用于宽带成像处理。

在名称为“频控阵成像雷达的信号参数设计方法”申请号CN108363058A的发明中，主要针对任意目标场景下频控阵雷达信号参数设计问题，提出了一种基于任意目标场景成像的频控阵雷达信号参数设计方法，该方法主要针对成像系统参数设计，不属于成像处理方法范畴，无法用于宽带成像处理。

发明内容

本发明的目的是提出一种频控扫描雷达色散信号的二维成像方法，针对频控扫描雷达色散回波存在距离和角度耦合的问题，本发明的方法能够有效实现频控扫描雷达色散信号的距离维聚焦、角度维聚焦，最终获得清晰的频控扫描雷达的二维成像。

为了达到上述目的，本发明提供一种频控扫描雷达色散信号的二维成像方法，包括步骤：

S1、采用宽带脉冲信号作为雷达发射波形，使用设定频扫特性的天线作为雷达发射天线，在频控扫描雷达发射天线对应的频扫角度范围内，按照设定的频扫特性辐射频扫色散波形；

S2、通过机械/相控扫描实现频扫色散波形微波波束沿频扫方向或逆频扫方向旋转，最终完成整个成像视场内不同角度位置频扫色散回波的遍历和录取；

S3、使用停-走-停模式分析频扫色散回波，转换所述频扫色散回波为对应的角度-距离二维回波数据；所述角度-距离二维回波数据包含角度维和距离维两个维度的信息；

S4、根据所述宽带脉冲信号的时频特性生成角度-距离频率域脉冲压缩相位校正因子；通过所述角度-距离频率域脉冲压缩相位校正因子在角度-距离频率域校正所述角度-距离二维回波数据，完成距离维处理，得到校正距离维的角度-距离频率域二维回波数据；

S5、根据雷达发射天线的频扫特性生成角度频率-距离频率域角度压缩相位校正因子，通过所述角度频率-距离频率域角度压缩相位校正因子在角度频率-距离频率域校正所述校正距离维的角度-距离频率域二维回波数据，完成角度维处理，得到校正距离维和角度维的角度频率-距离频率域二维回波数据；