[发明专利]合成孔径雷达的编解码方法

说明书

本发明提供一种合成孔径雷达的编解码方法，该方法包括以下步骤：S1、根据合成孔径雷达的最远作用距离和发射信号脉冲宽度对发射信号进行调制，实现发射信号的多相编码；以及S2、对发射信号对应的回波信号进行低通滤波，实现回波信号的多相解码，其中，多相编码和多相解码能够抑制合成孔径雷达的方位向模糊和距离向模糊。根据本发明的编解码方法对合成孔径雷达的发射功率的利用率较高，在解决高速远作用距离带来的方位向和距离向模糊的同时，降低了后续信号处理的压力，使得高速平台上的合成孔径雷达能够获取远作用距离的图像，同时避免由此引起的距离向和方位向模糊的问题。

技术领域

本发明涉及雷达波形设计领域，尤其涉及一种合成孔径雷达的编解码方法。

背景技术

应用于高速平台上的远作用距离的大型合成孔径雷达系统是合成孔径雷达一个重要的发展方向，而这种大型合成孔径雷达系统所面临的难题是如何保证实现雷达远作用距离和大测绘宽度的前提下，抑制方位向和距离向模糊。

平台高速运行会使得方位向多普勒带宽很大，例如：X波段雷达(中心频率：9.5GHz，波长：0.03m)安装在飞行速度为300m/s的飞机上，天线方位向波束宽度为2°，此时产生回波信号方位向带宽为698Hz；如果飞机的速度为60m/s，对应的回波信号方位向带宽为140Hz。两者之间相差了5倍。根据乃奎斯特采样定理，方位向采样率(PRF)必须大于多普勒带宽，所以在高速平台上，PRF必须大于698Hz，考虑到天线的方位向旁瓣的影响，PRF值还要更高一些，否则会产生方位向模糊。这就高出中速或低速平台上合成孔径雷达所需要PRF值很多。

机载合成孔径雷达的远作用距离的实现为：发射一个脉冲，等到最远距离所有回波都回来后才发射下一个脉冲。如果这里的最远距离以技术指标上的最远作用距离为参考得到脉冲的收发周期，带来的问题是比它远的目标回波就会与下一个脉冲的近处的目标回波混叠在一起，从而产生距离向模糊。因此，为了防止距离模糊，如果最远作用距离为250km，对应的最大PRF为500Hz。

因此，对于安装在速度为300m/s的飞机上的合成孔径雷达，要达到250km的作用距离，传统方法无法选择合适的PRF值，保证既不距离向模糊，又不方位向模糊。

发明内容

为了克服上述问题的至少一个方面，本发明实施例提供一种合成孔径雷达的编解码方法，能够同时抑制距离向模糊和方位向模糊，并且可以极大的减轻距离匹配滤波的压力。

根据本发明的一个方面，提供一种合成孔径雷达的编解码方法，该方法包括以下步骤：S1、根据合成孔径雷达的最远作用距离和发射信号脉冲宽度对发射信号进行调制，实现发射信号的多相编码；以及S2、对发射信号对应的回波信号进行低通滤波，实现回波信号的多相解码，其中，多相编码和多相解码能够抑制合成孔径雷达的方位向模糊和距离向模糊。

根据本发明的合成孔径雷达的编解码方法的一些实施例，步骤S1包括：S1.1、根据合成孔径雷达参数设置发射信号的脉冲宽度，根据脉冲宽度得到对应的距离宽度；S1.2、将合成孔径雷达的最远作用距离和距离宽度的和分为N等份，N为正整数；以及S1.3、将多相编码中相位的数目设置为N，发射信号采用不同的初相进行调制，实现发射信号的多相编码。

根据本发明的合成孔径雷达的编解码方法的一些实施例，步骤S1.1中的合成孔径雷达参数包括：雷达中心频率，载机的飞行速度、方位向波束宽度、最远作用距离、测绘带宽和发射机的工作比。

根据本发明的合成孔径雷达的编解码方法的一些实施例，通过下式确定N的值：

其中，α表示发射机的工作比，R_max表示最远作用距离，W表示测绘带宽。

根据本发明的合成孔径雷达的编解码方法的一些实施例，步骤S1.3包括：计算出方位向采样率，并根据方位向采样率得到采样周期，在不同的采样周期对发射信号采用不同的初相进行调制。