[发明专利]一种中心频率预偏置的本振信号提取方法及提取装置

说明书

本发明属于主动微波遥感和海洋数据处理技术领域，具体地说，涉及一种中心频率预偏置的本振信号提取方法及提取装置，该方法包括：星载散射计进行扇形波束圆锥扫描，根据卫星地面足迹覆盖与地球的相对运动，获得多普勒频率偏移量随纬度、方位角和俯仰角的三维分布；根据得到的多普勒频率偏移量随纬度、方位角和俯仰角的三维分布，按方位角的划分区间生成多普勒频率偏移查找表；按方位角划分区间，使用多普勒频率偏移查找表对本振信号的中心频率进行预偏置，得到预偏置的本振信号。

技术领域

本发明属于主动微波遥感和海洋数据处理技术领域，具体地说，涉及一种中心频率预偏置的本振信号提取方法及提取装置。

背景技术

海面风场是海洋和大气科学研究与应用中的重要物理参数。星载微波散射计作为当前获取全球海面风场资料最主要的遥感仪器，其感测结果在数值天气预报，海洋灾害监测海洋环境数值预报、气象预报和气候研究等方面发挥了重要的作用。

扇形波束圆锥扫描散射计地面足印在俯仰向约数百公里，同时扇形波束天线以一定的转速圆锥扫描，获得目标多方位角观测的同时，对观测区域实现完整覆盖。由于扇形波束俯仰角范围较大，使得回波的多普勒频率波动较大，多普勒带宽相应增大，多普勒模糊也随之出现，后向散射系数计算精度降低，风场反演误差增大。

因此，现有技术中星载扇形波束圆锥扫描散射计对回波多普勒带宽大，多普勒模糊处理难度高的问题。

发明内容

为解决现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种中心频率预偏置的本振信号提取方法，该方法包括：

星载散射计进行扇形波束圆锥扫描，根据卫星地面足迹覆盖与地球的相对运动，获得多普勒频率偏移量随纬度、方位角和俯仰角的三维分布；

根据得到的多普勒频率偏移量随纬度、方位角和俯仰角的三维分布，按方位角的划分区间生成多普勒频率偏移查找表；

按方位角划分区间，使用多普勒频率偏移查找表对本振信号的中心频率进行预偏置，得到预偏置的本振信号。

作为上述技术方案的改进之一，所述星载散射计进行扇形波束圆锥扫描，根据卫星地面足迹覆盖与地球的相对运动，获得多普勒频率偏移随纬度、方位角和俯仰角的三维分布；其具体实现过程为：

星载微波散射计通过扇形波束对刈幅范围内的目标进行圆锥扫描；

对纬度lat、方位角azi和俯仰角ele按照各自预设的间隔进行等间隔划分，得到N_lat个随纬度划分的区间、N_azi个随方位角划分的区间和N_ele个随俯仰角划分的区间；

根据卫星地面足迹覆盖与地球的相对运动，计算随纬度lat、方位角θ_azi和俯仰角θ_ele的三维分布的多普勒频率偏移量f_{lat，azi，ele}；

其中，λ为发射信号波长；r为散射计和地面足印的相对距离，受到随纬度变化的地球半径r_lat影响，v为散射计和地面足印的相对速度；是关于卫星速度V_sat、方位角θ_azi和俯仰角θ_ele的函数。

其中，

v＝V_sat·sinθ_ele·cosθ_azi

其中，V_sat为卫星速度；θ_azi为方位角；θ_ele为俯仰角。

作为上述技术方案的改进之一，所述按方位角的划分区间生成多普勒频率偏移查找表；其具体过程为：