[发明专利]一种阴影逆合成孔径雷达无线电全息信号提取方法

摘要

本发明涉及一种阴影逆合成孔径雷达无线电全息信号提取方法，属于前向散射雷达技术领域。本发明用于解决FSR系统中正交解调时对频率稳定度要求较高且收发机之间难以实现频率和相位同步，以及包络检波时目标RHS的实部与虚部不满足Hilbert变换关系的问题，提出一种针对目标回波信号进行包络检波、分段Hilbert变换和二次曲线拟合的目标无线电全息信号提取方法，该方法可用于针对FSR系统中实测数据处理中的目标RHS提取，并有一定的适用性。

主权项

1.一种阴影逆合成孔径雷达无线电全息信号提取方法，其特征在于：设定前向散射雷达FSR系统基线为L，工作波长为λ，载波角频率为ω₀，直达波信号幅度为U_d，直达波初始相位为初始频率为f₀；以系统基线方向为X轴，水平面上垂直于系统基线的方向为Y轴，以发射机为原点建立坐标系：目标运动速度为V，运动方向与基线夹角为目标沿基线方向的空间位置坐标为x，目标垂直于基线方向的空间位置坐标为y，目标运动速度在x方向和y方向的分量为V_x和V_y；目标从Q点穿越基线，Q点到发射机和接收机的距离分别为d_T和d_R，雷达观测时间为T_s，目标回波幅度为U_t(t)，目标回波多普勒信号频率为f_d(t)，多普勒相位为目标回波随机相位为通过发射机与接收机的位置设置使U_d＞＞U_t(t)；包括如下步骤：步骤一，发射机的接收信号为目标回波与直达波的叠加：对所述的接收信号进行包络检波，在U_d＞＞U_t(t)的情况下，检波结果为目标回波分量与直达波分量的叠加，具体表示如下：其中：fd(t)=-1λ[xVx+yVyx2+y2+yVy-(L-x)Vx(L-x)2+y2]]]>目标在x方向和y方向的速度分量和空间位置坐标分别为：x＝d_T+V_xt，y＝V_yt步骤二，所述的检波信号U(t)减去直达波分量：忽略相位即为目标RHS的实部；步骤三，对所述目标RHS的实部S_R进行分段Hilbert变换得到目标RHS的虚部S_I，具体步骤如下：1）、S_R简化表示为S_R＝cos(t²)，进行时频分析，取零频率点对应的时刻t₀，观测时间在t₀前后对称分布，令t₀＝0；2）、以所述的零频率点对应的时刻t₀为基准，将S_R分为t＜t₀、t＞t₀两段，对所述t＜t₀、t＞t₀两段信号分别进行Hilbert变换，变换后的信号t＜t₀部分乘以-1，两段信号组成初步的变换信号S_T，可以表示为：ST(t)=-1π∫SR(τ)t-τdτ,t<t01π∫SR(τ)t-τdτ,t≥t0]]>S_T在t₀周围存在幅度失真；3）、对所述变换后的信号S_T求差分，选择距离零频率对应时刻t₀最近的两个极值点所对应的时刻t₁',t₂'，选定t₂'＞t₁'，则[t₁',t₂']之间的信号即为主瓣范围，对主瓣范围内的S_T进行曲线拟合，利用拟合曲线代替S_T原主瓣范围内曲线，重构出信号虚部S_I；步骤四，利用信号实部S_R和信号虚部S_I构成复信号，即为目标RHS。