[发明专利]适用于火星次表层探测雷达的高低频回波交替处理方法

说明书

本发明公开了适用于火星次表层探测雷达的高低频回波交替处理方法，应用于高低频回波交替处理装置，所述装置包括时钟管理模块、模数转换芯片、参数解析模块以及数据采集模块，所述方法包括：时钟管理模块产生时钟信号、相参处理间隔信号、导前信号；模数转换芯片将经微波系统滤波放大后的模拟回波信号，转换为回波数据，送至数据采集模块；参数解析模块将本次相参处理间隔信号周期内的高低频波形参数送至数据采集模块；根据所述的高低频波形参数，数据采集模块对回波数据进行混频、滤波、抽取；本发明的优点在于：在同一CPI中采用高低频交替的波形参数对地表回波信号进行处理，满足交替处理高频与低频回波的应用。

技术领域

本发明涉及深空探测星载雷达收发处理系统领域，更具体涉及适用于火星次表层探测雷达的高低频回波交替处理方法。

背景技术

火星次表层探测雷达实现对火星的表面和内部结构的岩性、电磁参数及主要组成成份探测，其依据电磁波会穿过不同的电介质并在交界处形成反射波，通过检测反射波能对地面分层信息进行判断。低频段电磁波有利于穿透地表，探测较深的地层以及粗粒度的地层探测，而高频段电磁波有利于实现较高分辨率的地层探测和精确测量雷达到地表距离。

在火星探测任务中，为了同时获取地表分层信息与介质信息，采用在同一相参处理间隔(CPI)内交替发射高频与低频电磁波的形式对火星地表进行探测，而传统深空探测星载雷达，在同一CPI中采用同一种波形参数对地表回波信号进行处理，无法满足交替处理高频与低频回波的应用。《雷达科学与技术》2017年12月第6期公开了文献《火星次表层探测雷达信号分析与处理》，表明探测火星地面以及地表之下的液态水或固态冰，是对火星探测活动最有意义的一项任务，基于任务实际，从火星探测任务的原理出发，分析了火星次表层探测雷达工作方式，对火星次表层探测雷达回波进行仿真分析，基于平台水平和垂直向的误差对成像结果的主副瓣水平的影响，对星上实时处理流程以及算法容许的平台误差进行了计算机仿真，但是其没有对地表回波信号进行处理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于传统深空探测星载雷达，在同一CPI中采用同一种波形参数对地表回波信号进行处理，无法满足交替处理高频与低频回波的应用。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：适用于火星次表层探测雷达的高低频回波交替处理方法，应用于高低频回波交替处理装置，所述装置包括时钟管理模块、模数转换芯片、参数解析模块以及数据采集模块，所述方法包括：

步骤1：时钟管理模块产生时钟信号、相参处理间隔信号、导前信号；

步骤2：模数转换芯片将经微波系统滤波放大后的模拟回波信号，转换为回波数据，送至数据采集模块；

步骤3：根据所述时钟信号、相参处理间隔信号、导前信号，参数解析模块对接收到的工作参数进行解析，译码成数据采集模块需要的波形参数，并在每个相参处理间隔信号下降沿对波形参数进行更新，然后以导前信号下降沿为周期，交替将本次相参处理间隔信号周期内的高低频波形参数送至数据采集模块；

步骤4：根据所述的高低频波形参数，数据采集模块对回波数据进行混频、滤波、抽取。

本发明在每个相参处理间隔信号下降沿对波形参数进行更新，然后以导前信号下降沿为周期，交替将本次相参处理间隔信号周期内的高低频波形参数送至数据采集模块，数据采集模块依据接收到的高低频波形参数对模数转换芯片传送的回波数据进行高低频交替处理，在同一CPI中采用高低频交替的波形参数对地表回波信号进行处理，满足交替处理高频与低频回波的应用。

进一步地，所述交替将本次相参处理间隔信号周期内的高低频波形参数送至数据采集模块，其中，高低频波形参数的比值为X:Y，X、Y均为预设常数值。

进一步地，所述交替将本次相参处理间隔信号周期内的高低频波形参数送至数据采集模块，其中，高低频波形参数送至数据采集模块的顺序为先高频波形参数后低频波形参数，或者先低频波形参数后高频波形参数。