[发明专利]一种弹载/机载雷达单脉冲前视成像处理方法

说明书

技术领域

本发明属于信号处理领域，涉及一种前视成像处理方法，具体涉及一种弹载/机载雷达单脉冲前视成像处理方法。

背景技术

雷达系统通过向地面发射电磁散射信号，并接收地面目标的后向散射信号来完成对地面目标的探测，在距离向通过脉冲压缩技术来提高距离向的空间分辨率，实现地面目标距离向的分离，在方位向利用地面目标与雷达平台之间相对运动所引起的多普勒频率的变化来提高方位向的空间分辨率。然而，当目标区域处于雷达平台的前方区域，天线波束处于前视状态，目标区域的多普勒调频率几乎为零，其结果导致方位向空间分辨率急剧降低，形成所谓的雷达“盲区”。在这种情况下，地面成像常常采用实波束成像，但这种方法受到天线波束宽度的限制很难获得较高的空间分辨率。

单脉冲技术利用相互交叠的天线波束多路接收信号，通过比较接收信号的参数来获取目标的角度信息，由于具有较高的测角精度，将单脉冲技术引入到机载/弹载雷达对地成像处理过程中，可以显著提高图像的质量，使得某些具有显著特征的目标更为清晰，位置也更为精确，将单脉冲技术引入到前视雷达系统中，突破传统雷达体制中存在的“盲区”，有效提升雷达系统的应用范围，事实上美国的C-230战术运输机的早期APN-241就具备单脉冲前视成像功能。

振幅-和差单脉冲测角的基本原理为：在一个平面内形成两个具有完全相同方向性函数的波束，且两波束相互交叠，两波束指向偏差小于波束宽度，利用这两个波束同时接收目标的回波信号。由于两波束指向的偏差导致同一目标在两个波束内具有不同的天线增益，将接收信号分别按照相加和相减两种模式形成和波束、差波束两种模式，考虑到差波束与和波束的比值与目标方位向离轴角之间近似线性关系，进而确定目标的方位位置。

传统的基于单脉冲测角的前视成像处理直接将单脉冲测角技术引入到前视成像处理，在距离向采用匹配滤波处理技术来完成距离向聚焦处理，然后再将单脉冲测角处理引入方位能量的积累处理过程中，由于在定位处理之间没有考虑雷达平台与目标之间的相对运动增加了目标后续定位处理的难度，同时单脉冲测角处理中的线性近似处理也增加测角误差影响方位能量的积累，降低成像处理效果。

发明内容

本发明的目的是为了解决前视雷达成像处理的问题，提出了一种弹载/机载雷达单脉冲前视成像处理方法。该处理方法针对雷达载体平台与地面目标之间存在的相对运动现象，通过运动补偿处理来修正雷达载体平台与地面目标之间的相对运动，一方面减小相对运动对测角的影响，另一方面也减轻了后续定位的难度，结合距离向脉压处理、距离徙动校正处理修正测角方法，提高角度测量的精度。

本发明一种弹载/机载雷达单脉冲前视成像处理方法，首先通过距离向匹配滤波处理来完成距离向的聚焦处理，实现地面目标的距离向分离，接着，根据雷达平台与目标区域的相对位置关系完成距离徙动校正处理，最后，利用单脉冲测角技术来完成方位向的定位实现方位能量的累积，获得最终的成像处理结果。整个处理算法包含如下步骤：

步骤一：距离向压缩处理

在距离向采用匹配滤波处理完成距离向的聚焦处理，实现目标的距离向分离。在实现时首先分别对和通道回波信号和差通道回波信号进行距离向傅立叶变换处理，将和通道回波信号和差通道回波信号转换到距离频域内。在距离频域内乘以距离向补偿因子S₁(f_τ)：

S1(fτ)=exp{jπfτ2b}---(1)]]>

其中：f_τ表示距离向频率；b表示发射信号的调频率；j表示虚数单位。