[发明专利]一种基于回波数据的步进频率合成孔径雷达频差估计方法

摘要

本发明公开了一种基于回波数据的步进频率合成孔径雷达频差估计方法，涉及雷达信号处理领域，包括以下步骤：步骤1，雷达接收目标的原始回波信号，两个子带的初始载频差为f_diff；再对两个子带信号分别解调并采样；步骤2，对解调采样后的两个子带信号分别进行脉冲压缩处理；步骤3，得到频移操作后的子带信号S'_r1(t)和S'_r2(t)；步骤4，根据干涉信号S_int(t)的表达式获取相位信息；步骤5，根据干涉信号S_int(t)的相位信息构造该强目标的相位步骤6，用强目标的相位构造时间序列x(t)；步骤7，主能量频点的位置为载频差的误差估计值Δf；步骤8，利用载频差的误差估计值Δf对初始载频差值f_diff进行修正；本发明实现频率差的精确估计，用于合成孔径雷达系统和逆合成孔径雷达系统。

主权项

一种基于回波数据的步进频率合成孔径雷达频差估计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，雷达接收目标的原始回波信号，原始回波信号中包括第一子带信号和第二子带信号两个子带信号，第一子带信号和第二子带信号的初始载频差为f_diff；再对第一子带信号和第二子带信号分别解调并采样；步骤2，对解调采样后的第一子带信号和第二子带信号分别进行脉冲压缩处理，经过脉冲压缩处理后的第一子带信号S_r1(t)和经过脉冲压缩处理后的第二子带信号S_r2(t)的表达式如下：$\left\{\begin{array}{c}{S}_{r1}\left(t\right)=\mathrm{\δ}(t-\frac{2R}{c})\exp (-j\frac{4\mathrm{\π}}{c}{f}_{c1}R)\\ S_{r2}\left(t\right)=\mathrm{\δ}(t-\frac{2R}{c})\exp (-j\frac{4\mathrm{\π}}{c}{f}_{c2}R)\end{array}\right.$其中，t表示快时间，R表示雷达与目标的斜距，c表示光速，f_c1表示第一子带信号的载频，f_c2表示第二子带信号的载频；δ(·)表示冲激函数，exp(·)表示指数函数；步骤3，利用初始载频差值f_diff构造相位函数；利用相位函数对经过脉冲压缩处理后的子带信号第一子带信号S_r1(t)和经过脉冲压缩处理后的第二子带信号S_r2(t)进行频移操作，得到频移操作后的第一子带信号S'_r1(t)和频移操作后的第二子带信号S'_r2(t)；步骤4，通过频移操作后的第一子带信号S'_r1(t)和频移操作后的第二子带信号S'_r2(t)得到干涉信号S_int(t)；根据干涉信号S_int(t)的表达式获取相位信息；步骤5，对雷达的成像场景中所有目标求取能量值；选择能量值最大的目标为强目标；根据干涉信号S_int(t)的相位信息构造该强目标的相位其中，t表示快时间，Δf为载频差的误差估计值；步骤6，用强目标的相位构造时间序列x(t)；其中，t表示快时间，Δf为载频差的误差估计值；步骤7，对时间序列x(t)进行傅里叶变换，通过频谱分析得到其主能量频点，该主能量频点的位置为载频差的误差估计值Δf；步骤8，利用载频差的误差估计值Δf对初始载频差值f_diff进行修正，得到载频差f_d＝f_diff+Δf。