[发明专利]一种地外天体着陆测量雷达面目标回波信号测距处理方法

权利要求书

1.一种地外天体着陆测量雷达面目标回波信号测距处理方法，其特征在于，所述方法包括：中频回波(1)进行预处理(5)，测距捕获通道(8)处理以及测距跟踪通道(16)处理；其中，

对中频回波(1)进行预处理(5)，其包括A/D采样(2)、解调滤波抽取(3)和FFT(4)；

所述测距捕获通道(8)处理包括捕获CFAR(6)和捕获回波中心计算(7)，从而得到回波主瓣中心位置(17)；其包括：

对于FFT(4)处理后的信号采用捕获CFAR(6)检测，检测到峰信号后，如果峰值信号超过检测门限，则判定存在回波信号；其中捕获CFAR(6)检测门限定为N_{CFAR_n}×P_n，4≤N_{CFAR_n}≤10，P_n为噪声幅值，在FFT(4)处理后的信号幅值上分段统计噪声，分别求均值后，将均值最小的噪声统计结果作为噪声幅值；

捕获回波中心计算(7)以FFT(4)处理后的信号峰值为中心开一个窗口，检测超过门限的幅度值，从而计算回波的中心，其操作如下：

以检测窗口峰值为中心，左右宽度为w₁和w₂进行检测，检测是否存在幅度超过门限h_s的点，其中w₁＝wid×γ₁，w₂＝wid×γ2，wid＝f_p×α，其中0.15≤α≤0.3，f_p为超过门限的幅度值所对应的频率绝对值，如果为正斜率回波，则如果为负斜率回波，则门限h_s＝A_p/N_p，其中A_p为峰值的幅度；

将检测到的满足门限的信号中，提取幅度最大的10个信号，将其对应的频率与幅度做加权处理得到的频谱位置，将其作为截取回波的中心f_r，其中A_n和f_n分别是各点对应的幅度和频谱位置；

式9；

将和分别作为正调频和负调频的波门中心(15)；

其中，捕获距离R_c计算公式如下：

其中f_s为抽取后的信号采样率，c为光速；

所述测距跟踪通道(16)处理包括跟踪波门截取(10)、跟踪CFAR(11)、跟踪回波中心计算(12)、主瓣截取(13)和OCOG(14)，从而得重心位置(18)以提取测距信息，其包括：

测距情况下跟踪通道(16)与跟踪通道使能(9)相连，如果跟踪尚未启动，但捕获通道(8)已经得到有效的捕获距离，则在下一周期启动跟踪，以本周期的有效捕获距离R_c作为下一周期的跟踪递推数据R_track；

按照上一周期的距离跟踪递推数据R_track和速度跟踪递推数据v_track设置跟踪波门中心和宽度(15)；

负调频的跟踪波门中心

其中，λ为测速载波波长；

正调频的跟踪波门中心

跟踪波门中心W_gz，跟踪波门宽度为上一周期的距离跟踪递推数据的N_bm倍，0.15≤N_bm≤0.3：

负调频截取时按照截取中心左侧右侧的比例截取；

正调频截取时按照截取中心左侧右侧的比例截取；

对于FFT处理后的信号采用跟踪CFAR(11)检测，检测到峰信号后，如果峰值信号超过检测门限，则判定存在回波信号；其中跟踪CFAR(11)检测门限定为N_{CFAR_n}×P_n；

跟踪回波中心计算(12)以FFT(4)处理后的信号峰值为中心开一个窗口，检测超过门限的幅度值，从而计算回波的中心，其操作如下：

以检测窗口峰值为中心，左右宽度为w₁和w₂进行检测，检测是否存在幅度超过门限h_s的点，其中w₁＝wid×γ₁，w₂＝wid×γ2，wid＝f_p×α，如果为正斜率回波，则如果为负斜率回波，则

将检测到的满足门限的信号中，提取幅度最大的10个信号，将其对应的频率与幅度做加权处理得到的频谱位置，将其作为截取回波的中心f_r，其中A_n和f_n分别是各点对应的幅度和频谱位置；

将和分别作为正调频和负调频的跟踪波门中心位置；

主瓣截取(13)是以跟踪CFAR(11)输出的回波中心位置为基础，在其上截取指定宽度的回波，宽度W_zx：

其中，0.5≤N_zp≤0.9；

负调频截取时按照截取中心左侧右侧的比例截取；

正调频截取时按照截取中心左侧右侧的比例截取；

在截取的主瓣宽度内，再进行二次判决截取主瓣，判决条件如下：

主瓣内的信号幅值超过门限，所述门限为N_{ocog_n}×P_n，2≤N_{ocog_n}≤4；从波门中心往左右两边各自搜索，如果连续N_lx点信号幅值都没有超过门限，则主瓣下限/上限截止，其中6≤N_lx≤20；

重心估计值S：

其中：

s[t_r(m)]为二次截取后的FFT处理后的主瓣信号；

m为二次截取后的主瓣信号的FFT位置点；

将OCOG(14)中正调频重心作为负调频回波中心作为

跟踪距离R_t计算公式如下：

跟踪启动后，以本周期的有效跟踪距离R_t作为下一周期的跟踪递推数据R_track。

2.如权利要求1所述的地外天体着陆测量雷达面目标回波信号处理方法，其特征在于，对中频回波(1)进行预处理(5)包括：

经过A/D采样(2)之后的雷达接收信号公式为：

其中：t为时间，T_d为接收信号相对发射信号的延迟，Pr为接收信号功率，ω₀为线性调频的中心角频率，f_d为多普勒频率，为发射信号的初相，为接收信号的初相，NT_zq为第N个调频周期；

k——调频斜率，为调频带宽，T_M＝5ms为调频周期；

对经过A/D采样(2)之后的雷达接收信号进行抽取滤波，将抽取滤波之后的数据进行解调，解调公式如下：

其中为正调频解调信号，为正调频接收信号；

解调实部信号：

解调虚部信号：

对解调之后的信号进行滤波，滤波后的信号：

负调频解调滤波后的信号：

分别对正调频和负调频回波信号进行N_FFT点FFT(4)处理