[发明专利]一种基于间断上下调频波的X波段岸基雷达测流方法

权利要求书

1.一种基于间断上下调频波的X波段岸基雷达测流方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、利用X波段岸基雷达发射间断上下调频连续波信号，并利用雷达接收机接收雷达回波信号；

步骤二、对雷达回波信号进行上、下调频信号分离，得到上调频回波信号与下调频回波信号；

步骤三、将上调频回波信号与下调频回波信号利用解线调频方法分别进行距离成像，得到上调频一维距离像和下调频一维距离像；

步骤四、利用变换域直线拟合的方式估计上调频一维距离像与下调频一维距离像之间的距离偏移量；

步骤五、根据步骤四估计得到的距离偏移量计算海流的径向速度

其中：f₀为X波段雷达载频，Δf为距离偏移量，Δt为上调频信号与下调频信号之间的时间间隔，K_r为上调频信号的调频率，c为光速。

2.根据权利要求1所述基于间断上下调频波的X波段岸基雷达测流方法，其特征在于：

将上调频一维距离像和下调频一维距离像从频域坐标f变换到斜距坐标r，分别得到用斜距坐标表示的上调频一维距离像和下调频一维距离像其中为雷达波束方位角，频域坐标f与斜距坐标r之间的映射关系为：

其中：r₀为雷达波束在海面的覆盖区域的中心位置到雷达的斜距距离；

然后将上调频一维距离像和下调频一维距离像从斜距坐标r变换到地距坐标R，分别得到用地距坐标表示的上调频一维距离像和下调频一维距离像其中斜距坐标r与地距坐标R之间的映射关系为：

上式中，h为X波段岸基雷达的高度；

再将上调频一维距离像和下调频一维距离像从极坐标变换到直角坐标(x,y)，分别得到用直角坐标表示的上调频一维距离像和下调频一维距离像其中极坐标与直角坐标(x,y)之间的映射关系为：

将上述不同雷达波束方位角对应的雷达图像按照如下表达式拼接起来，得到上调频二维雷达图像与下调频二维雷达图像

3.根据权利要求1所述的基于间断上下调频波的X波段岸基雷达测流方法，其特征在于：所述步骤一中X波段岸基雷达发射的间断上下调频连续波信号s_tran(t)的具体表达式如下：

式中，t表示时间；j表示虚数单位，e为自然常数；w_r(t)为上调频连续波的调制包络，

其中，T_r为上调频信号一个调制周期的调制持续时间；K_r为上调频信号的调频率；f₀为X波段雷达载频；Δt为上调频信号与下调频信号之间的时间间隔，

其中，L_R表示雷达波束海面覆盖区域的距离向长度，c表示光速。

4.根据权利要求3所述基于间断上下调频波的X波段岸基雷达测流方法，其特征在于：所述上、下调频信号的调制持续时间相同；上调频信号的调频率为正数，下调频信号的调频率为负数，且上、下调频信号的调频率“绝对值”相同。

5.根据权利要求1所述基于间断上下调频波的X波段岸基雷达测流方法，其特征在于，所述步骤二的具体步骤如下：

步骤2-1、对X波段岸基雷达接收到的海面回波信号s_recv(t)按照如下公式进行下变频：

式中，表示下变频后的海面回波信号；

步骤2-2、对下变频后的海面回波信号按照如下公式进行上调频回波信号与下调频回波信号的分离：

式中，与分别表示信号分离后的上调频回波信号与下调频回波信号；为矩形窗函数，其表达式为：

r₀为雷达波束在海面的覆盖区域的中心位置到雷达的斜距距离。