[发明专利]机械扫描雷达的多普勒波束锐化快速成像方法

摘要

本发明公开了一种机械扫描雷达的多普勒波束锐化快速成像方法，主要解决现有技术不能用于机械扫描雷达的问题。其实现过程是：先确定脉冲积累个数M和锐化比N，将脉冲压缩后的回波按接收顺序排成距离-方位矩阵；在该矩阵中按接收顺序取出方位向长度为2*M，且相互重叠M的两个小矩阵，并对它们分别进行多普勒中心估计；用这两个多普勒中心计算插值频点，同时用后一个多普勒中心对后一个小矩阵进行方位向多普勒中心补偿；然后进行方位向FFT，利用插值频点从FFT后的数据中抽取出一幅子图，将子图按得到的顺序进行拼接，得到一幅大的图像。本发明与现有的DBS成像方法相比，运算量小，对雷达性能要求低，可用于传统的机械扫描雷达DBS成像。

主权项

1.一种机械扫描雷达的多普勒波束锐化快速成像方法，包括如下步骤：(1)利用已知的机械扫描雷达工作参数，计算恒定的雷达脉冲积累个数M：M=Δθvθ·fr]]>其中，v_θ是天线转速，Δθ是波束宽度，f_r是雷达脉冲重复频率；(2)根据所得的雷达脉冲积累个数M和已知的机械扫描雷达工作参数，计算多普勒波束锐化的锐化比N：N=Δfdl·Mfr]]>其中，Δf_dl表示天线扫描角最小处的多普勒带宽；(3)将不断接收到的雷达回波经脉冲压缩后作为距离向，按接收顺序排成距离-方位矩阵，同时记录接收到的雷达回波数目，当接收的雷达回波数目达到3*M时，用一方位向长度为3*M，距离向长度与雷达回波距离向采样点数相等的滑窗，在已排成的距离-方位矩阵中读取数据；(4)将读取出的数据中第1到第2*M个雷达回波排成的小距离-方位矩阵A，将第M+1到第3*M个雷达回波排成的小距离-方位矩阵B，对A和B这两个距离-方位矩阵分别运用能量均衡法进行多普勒中心估计，得到小距离-方位矩阵A的多普勒中心f_d1和小距离-方位矩阵B的多普勒中心f_d2；(5)根据所估计的两个多普勒中心f_d1和f_d2，确定插值频率点集f_n：5a)n＝1，2，ΛN，N是偶数；5b)n＝1，2，ΛN，N是奇数；(6)根据所估计的多普勒中心f_d2对小距离-方位矩阵B进行方位向多普勒中心补偿，使方位向数据的中心频率移到0频处；(7)对多普勒中心补偿后的数据进行方位向FFT，以完成信号能量积累，此时多普勒中心补偿后的距离-方位矩阵变成了距离-频率矩阵，其频率范围是：-f_r/2到f_r/2；(8)从距离-频率矩阵中抽取出位于插值频率点集f_n所对应频率上的数据，得到一幅方位向角分辨率一致，且数据率一致的子图；(9)将得到的子图按得到的顺序沿频率向直接进行拼接，得到一幅大视角范围的图像；(10)等待雷达再次接收到M个雷达回波数据后，将滑窗沿方位向下滑M，再次读取数据，执行步骤(11)；(11)重复步骤(4)到步骤(10)。