[发明专利]一种高重频编码合成孔径雷达实时回波恢复方法

说明书

本发明公开了一种高重频编码合成孔径雷达实时回波恢复方法。首先构造具有周期的相位编码序列，在雷达发射链路中，对发射脉冲在慢时间域进行相位编码。然后，根据相位编码的周期，在雷达接收端，对接收到的回波数据进行分组。随后，构造相位编码导引矩阵，并通过相位编码导引矩阵导出回波恢复权重向量。最后，通过本发明公开的模糊信号快速恢复算法，实现实时、准确的多子测绘带无模糊信号恢复。本发明通过FFT操作取代了传统矩阵向量相乘，增加了计算效率。本发明可在机载或星载SAR等计算资源有限的平台上，实现实时、在线的高重频SAR回波恢复过程，对提升探测距离、距离模糊抑制、抗间歇采样干扰、延迟转发干扰等方面的实时处理具有重要意义。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理领域，特别是涉及一种高重频编码合成孔径雷达实时回波恢复方法。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)是一种挂载在运动平台上的主动式微波成像传感器，能够穿透云、雨、雾，实现全天时、全天候地对地成像，在军事领域和民事领域都有着广泛的应用。对于脉冲体制SAR而言，日益复杂的应用场景，对SAR系统的工作模式以及信号的后处理等提出了更高的要求，例如机载SAR实现高信噪比下的超远距离探测、战场环境下雷达发射信号被敌方干扰机截获进而对我方雷达进行转发干扰等问题等。针对以上问题，常见手段可通过提高雷达脉冲重复频率(Pulse RepetitionFrequency,PRF)来解决。一方面，提高脉冲重复频率，可获得较高占空比的雷达发射信号，进而提高雷达发射信号的平均功率，从而实现电磁信号更远传播距离的目的，最后接收超远距离处高信噪比的回波信号。另一方面，对于雷达干扰机而言，需要先对被干扰雷达发射信号进行截获解析，随后附加干扰相位再次进行转发，达到对我方雷达欺骗的目的。当SAR工作在一个较高PRF的条件下，雷达干扰机无法实时截获并处理我方雷达发射信号，导致干扰机无法实时、准确、连续地对我方雷达进行欺骗干扰。然而，较高的PRF对于脉冲体制SAR而言又会带来许多负面影响。由于SAR在发射信号时无法对回波信号进行采样，因此较高的PRF会带来频繁的距离遮挡，进而使得接收信号出现较为严重的信号模糊问题。因此，提高脉冲体制SAR系统PRF的技术难点就在于如何有效地恢复由遮挡引起的信号模糊问题。

目前，针对较高PRF下引起的信号模糊问题，众多研究人员已提出一些方案，如利用俯仰向多通道雷达，通过数字波束形成技术来提高俯仰向的角分辨能力，进而达到分离模糊信号的目的。俯仰多通道技术虽然在一定程度上可以分离模糊信号，但受到雷达天线系统缺陷、地形起伏等因素的影响，会使得雷达对模糊信号的分离性能下降。此外，对于多通道雷达系统而言，其系统复杂度和瞬时数据量远高于传统单发单收雷达系统。因此，对于机动性较大的机载SAR而言，高精度实时地恢复模糊的回波信号是一项极大的挑战。综上所述，针对传统单发单收SAR系统而言，研发一种高重频SAR实时回波恢复方法是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种高重频编码合成孔径雷达实时回波恢复方法，以解决高重频SAR系统高精度实时回波恢复的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下方案：

一种高重频编码合成孔径雷达实时回波恢复方法，包括以下步骤：

5)：构造具有周期的相位编码序列，对发射脉冲在慢时间域进行相位编码；

6)：根据步骤1)中相位编码序列的周期，对回波信号进行数据分组，构造回波向量；

7)：根据步骤1)中相位编码序列，构造相位编码导引矩阵，并通过相位编码导引矩阵导出回波恢复权重向量；

8)：通过模糊信号快速恢复算法，实现实时、准确的多子测绘带无模糊信号恢复。