基于移时正交波形的多发多收合成孔径雷达信号处理方法
【专利摘要】本发明提出了一种基于移时正交波形的多发多收合成孔径雷达信号处理方法，该方法包括步骤如下：构建一组能同时发射而且频带重叠的移时正交波形，并且用不同的天线发射出去；基于距离向数字波束形成以及距离向数字波束形成的零点指向，接收并将混合在一起的来自不同发射通道的目标的回波分离，获得分离的回波信号；将分离后的回波信号合成为多相位中心的回波信号，提高合成孔径雷达系统性能。雷达系统获取多个相位中心可以提高雷达测绘带宽和方位向分辨率，提高干涉和动目标检测的性能。
【专利说明】基于移时正交波形的多发多收合成孔径雷达信号处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及合成孔径雷达多发多收技术，特别是指一种基于移时正交波形的多发多收合成孔径雷达信号处理方法。
【背景技术】
[0002]合成孔径雷达是一种全天时全天候观测系统，所以它在遥感领域具有非常重要的地位。但是随着应用需求对合成孔径雷达性能要求的提升，常规合成孔径雷达系统已经渐渐的不能满足当前应用对于观测的要求，所以寻求新的工作模式和合成孔径雷达体制来克服常规合成孔径雷达性能上的不足已经成为当前合成孔径雷达的主要发展方向。最近几年，多通道SAR被认为具有很大的应用潜力，在合成孔径雷达方位向上布置多个接收通道可以有效的降低合成孔径雷达的方位向发射脉冲频率，从而在不降低方位向分辨率的情况下扩大测绘幅宽。俯仰向上布置多个天线用于接收，可以运用DBF技术在俯仰向生成一个可以任意调整波束指向的高增益窄波束，所以俯仰向多通道可以有效的提高系统的接收能量，提高系统灵敏度，并且能够降低距离模糊。
[0003]在未来，为了得到更高的合成孔径雷达系统性能。多发多收(MMO)被认为是一种潜在的工作方式。这种方式是通过同时设置多个发射通道和多个接收通道，多个发射通道的波形必须满足一种正交规则，从而每个通道在接收到回波之后可以有效的将来自不同发射通道的回波信号分离。多发多收合成孔径雷达可以得到更多的相位中心用于成像、干涉、动目标检测或者其他应用。对于多发多收合成孔径雷达来说，技术的关键在于如何设计一组相互正交的发射波形，从而使得接收通道在接收到不同的波形后可以有效的将其分离。目前设计这种波形具有很大的难度。虽然通过分频或分时发射都可以运用相应的方法将信号分离，但是在遥感领域，更需要一种同频带并且可以同时发射的波形。这对于波形设计来说是一种很大的挑战，所以波形设计是当前多发多收合成孔径雷达发展的关键。
[0004]综上所述，寻找一个能够发射同频带回波并且可以将接收到的来自不同发射通道的回波信号成功分离的多发多收合成孔径雷达系统方案是一个亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005](一 )要解决的技术问题
[0006]有鉴于此，本发明的目的是提出一种基于移时正交波形的多发多收合成孔径雷达信号处理方法。
[0007]( 二 )技术方案
[0008]为达成所述目的，本发明提出一种基于移时正交波形的多发多收合成孔径雷达信号处理方法，该方法包括步骤如下:
[0009]构建一组能同时发射而且频带重叠的移时正交波形，并且用不同的天线发射出去;
[0010]基于距离向数字波束形成(DBF)以及距离向数字波束形成的零点指向，接收并将混合在一起的来自不同发射通道的目标的回波分离，获得分离的回波信号；
[0011]将分离后的回波信号合成为多相位中心的回波信号，提高合成孔径雷达系统性倉泛。
[0012](三)有益效果
[0013]本发明是能够发射同频带回波并且可以将接收到的来自不同发射通道的回波信号成功分离的多发多收合成孔径雷达系统。雷达系统获取多个相位中心可以提高雷达测绘带宽和方位向分辨率，提高干涉和动目标检测的性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明基于移时正交波形的多发多收合成孔径雷达信号处理方法的流程图；
[0015]图2为两发时频关系图；
[0016]图3为发射信号实部；
[0017]图4为接收信号脉冲压缩后结果；
[0018]图5回波脉冲重叠关系图；
[0019]图6为实施例一方位向收发关系图；
[0020]图7a-图7f为实施例一的一维回波分离结果；
[0021]图8a-图8c为实施例一的二维回波分离结果；
[0022]图9为实施例一的多普勒频谱重建流程框图；
[0023]图1Oa-图1Od为实施例一的二维多通道成像结果。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图及实施例对本发明再作进一步详细的说明。
[0025]本发明为一种基于移时正交波形的多发多收合成孔径雷达信号处理方法，如图1所示，包括以下步骤:
[0026]步骤101:构建一组可以同时发射而且频带也重叠的移时正交波形，并且用不同的天线发射出去；所述同时发射而且频带重叠的移时正交波形是满足在一时间范围内正交的发射波形。所述在一时间范围内正交是将线性调频信号在脉宽内做时间移动，且在加权函数限定的范围内实现两种波形的互相关函数为零，表达如下:
[0027]
【权利要求】
1.一种基于移时正交波形的多发多收合成孔径雷达信号处理方法，其特征在于，该方法包括步骤如下: 构建一组能同时发射而且频带重叠的移时正交波形，并且用不同的天线发射出去； 基于距离向数字波束形成以及距离向数字波束形成的零点指向，接收并将混合在一起的来自不同发射通道的目标的回波分离，获得分离的回波信号； 将分离后的回波信号合成为多相位中心的回波信号，提高合成孔径雷达系统性能。
2.根据权利要求1所述的多发多收合成孔径雷达信号处理方法，其特征在于，所述同时发射而且频带重叠的移时正交波形是满足在一时间范围内正交的发射波形。
3.根据权利要求2所述的多发多收合成孔径雷达信号处理方法，其特征在于，所述在一时间范围内正交是将线性调频信号在脉宽内做时间移动，且在加权函数限定的范围内实现两种波形的互相关函数为零，表达如下:
4.根据权利要求1所述的多发多收合成孔径雷达信号处理方法，其特征在于，所述基于距离向数字波束形成是对合成孔径雷达系统俯仰向多通道阵列信号进行处理，根据合成孔径雷达系统的工作原理生成数字波束从而接收回波。
5.根据权利要求1所述的多发多收合成孔径雷达信号处理方法，其特征在于，所述基于距离向数字波束形成的零点指向对多发信号回波进行分离。
6.根据权利要求1所述的多发多收合成孔径雷达信号处理方法，其特征在于，根据合成孔径雷达系统设置的多个发射通道和多个接收通道，多发多收合成孔径雷达能得到更多的相位中心用于成像、干涉和动目标检测。
7.根据权利要求1所述的多发多收合成孔径雷达信号处理方法，其特征在于，将分离后的回波信号应用于设定的合成孔径雷达系统中。
【文档编号】G01S7/02GK103760526SQ201410029368
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月22日 优先权日:2014年1月22日
【发明者】王伟, 王宇, 邓云凯, 郭磊, 徐伟, 侯丽丽 申请人:中国科学院电子学研究所