[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

说明书

本发明提供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)；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。捕获通道与跟踪通道协同处理可以减少测量过程中野值的影响，通过跟踪通道可以避免回波的毛刺的影响，使跟踪稳定在跟踪截取门限内，以实现对地外天体面目标回波的有效测量，提高处理速度和测距的稳定性。

技术领域

本发明涉及面目标回波处理技术领域，特别是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。

背景技术

着陆器的轨迹特点要求着陆雷达能够测量不同波束指向的距离。传统高度计根据波束垂直入射的回波特性，提取回波前沿计算垂向距离；与传统高度计不同，着陆雷达测距算法必须兼顾垂直入射与斜入射的回波特性。天线发射的波束具有一定的宽度，在着陆器下降过程中天线波束照射一片区域，与照射面的各散射点之间的径向距离不同，具有不同延时的分量相互叠加构成雷达接收到的回波信号。面目标回波处理算法要准确提取回波的斜距值，其重点是最大程度减小主瓣波形由于面目标回波矢量叠加造成的剧烈波动的影响，并且精确提取回波主瓣重心。

发明内容

对此，本发明提供一种地外天体着陆测量雷达面目标回波信号处理方法，其能够解决传统海面回波处理算法无法有效应用于着陆面目标处理的问题，提取主瓣的中心位置和重心位置，从而计算得到捕获值和跟踪值，并且减少由于出现回波毛刺而失去跟踪的情况。

根据本发明提供的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，其用于提取面目标回波主瓣的中心位置与重心位置。

该方法包括：对中频回波进行预处理，其包括A/D采样、解调滤波抽取和FFT；所述测距捕获通道包括捕获CFAR和捕获回波中心计算，从而得到回波主瓣中心位置；所述跟踪通道包括跟踪波门截取、跟踪CFAR、跟踪回波中心计算、主瓣截取和OCOG，从而得到重心位置以提取测距信息。

其中，对中频回波进行预处理，经过A/D采样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，P_r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：

负调频抽取滤波和解调滤波处理与正调频处理方法一样，得到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处理