[发明专利]一种机场跑道异物检测雷达信号预处理方法

权利要求书

1.一种机场跑道异物检测雷达信号预处理方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1、建立理想目标回波信号经混频后得到的理想中频信号的信号模型，并引入相位误差函数和相位误差的指数函数建立存在频率偏移的目标回波信号经混频后得到的实测中频信号的信号模型，所述理想中频信号的信号模型为：

其中，f_c为雷达发射信号的载波频率，α＝B/T为雷达发射信号的扫频斜率，B为雷达发射信号的信号带宽，T为雷达发射信号的扫频周期，τ为回波时延；

存在频率偏移的目标回波信号经混频后得到的实测中频信号的信号模型为：

其中，ε(t)为相位误差函数，s_ε(t)为相位误差的指数函数；

S2、根据中频信号相位误差计算得到相位误差函数值，并根据相位误差函数值得到相位误差的指数函数值，进一步包括：

目标的回波时延为τ＝2R/c，其中R为目标与雷达间的距离，c为自由空间中的光速，则中频信号相位误差函数为：

ε_if(t,τ)＝ε(t)-ε(t-τ)≈τε'(t)

由实测中频信号的相位与理想中频信号的相位相减得到中频信号相位误差ε_if(t,τ)，通过中频信号相位误差函数计算得到相位误差函数的导数值ε'，再对相位误差函数的导数值ε'积分得到相位误差函数值：ε＝∫ε'dt；

根据相位误差函数值ε得到相位误差的指数函数值s_ε；

S3、根据实测中频信号的信号模型和相位误差函数的指数函数值计算得到雷达发射信号非线性校正后的中频信号，进一步包括：

将实测中频信号的信号模型乘以相位误差的指数函数的共轭得到雷达发射信号非线性校正后的中频信号：

S4、在距离频域对雷达发射信号非线性校正后的中频信号和相位误差的指数函数值进行匹配滤波，其中，对雷达发射信号非线性校正后的中频信号进行匹配滤波得到的匹配滤波后的中频信号为：

其中，ε_RVP(t)为残余视频相位误差函数；

对相位误差的指数函数值进行匹配滤波得到匹配滤波后的相位误差的指数函数值为：

S5、根据匹配滤波后的中频信号和相位误差的指数函数值计算得到频率偏移校正后的中频信号。

2.根据权利要求1所述的机场跑道异物检测雷达信号预处理方法，其特征在于，步骤S5进一步包括：

将匹配滤波后的中频信号乘以匹配滤波后的相位误差的指数函数值得到频率偏移校正后的中频信号：

s_if4(t)＝s_if3s_εRVP＝exp(j2π(f_cτ+αtτ))。