超长基线分布式雷达收发本振频率校准方法及设备与流程

本发明属于雷达探测，具体涉及一种超长基线分布式雷达收发本振频率校准方法及设备。

背景技术：

1、超长基线分布式探测雷达具有探测威力远测量精度高等优势，但分布式超长基线的收发天线通常分布在几十公里甚至上百公里的距离范围内，收发本振难以做到同钟同源，从而影响系统探测性能。理论上而言，利用微波光子技术实现时钟本振分发可解决收发本振同钟同源的问题，但是该方法一方面会大幅提高系统的复杂度、增加系统成本；另一方面，时钟本振信号通过长距离的光纤传输会受到外界环境(温度、震动等)影响，信号的质量难以保证。因此，如何消除收发本振的频率差是实现超长基线分布式探测的关键。

技术实现思路

1、本发明目的是提供一种超长基线分布式雷达收发本振频率校准方法及设备，能够满足超长基线分布式探测雷达的本振频率校准需求，减小分布式雷达本振存在频率差时对系统探测性能的影响，降低超长基线分布式探测系统复杂度。

2、具体地说，一方面，本发明提供了一种超长基线分布式雷达收发本振频率校准方法，包括：选取相对超长基线分布式雷达静止的目标，通过对静止目标的回波信号进行多普勒处理提取超长基线分布式雷达本振频率差，基于所述超长基线分布式雷达本振频率差完成其他目标回波信号的补偿。

3、进一步的，所述选取相对超长基线分布式雷达静止的目标，通过静止目标的回波多普勒处理提取超长基线分布式雷达本振频率差，基于所述超长基线分布式雷达本振频率差完成其他目标回波信号的补偿包括：

4、s1：选择超长基线分布式雷达静止的高仰角目标，并设置线性调频信号带宽b、线性调频信号脉宽τ0、线性调频信号重复频率fp；

5、s2：对接收的静止的高仰角目标回波信号进行脉压操作，形成n个尖峰；

6、s3：根据1/fp的时间宽度将接收的静止的高仰角目标回波信号等分为n段，根据各脉压峰位置进行对齐，形成脉冲数-距离单元的二维矩阵；

7、s4：对所述脉冲数-距离单元的二维矩阵中n个脉压峰的序列做傅里叶变换，得到的多普勒值作为本振频率差δf；

8、s5：对动目标进行探测时，对接收的动目标回波信号采用所述本振频率差δf进行补偿，即对接收的动目标回波信号sr(t)按照下式进行本振频差补偿，得到补偿后的动目标回波信号ur(t)：

9、ur(t)＝ sr(t)×exp(-j2πδft)                                (4)

10、s6：对所述补偿后的动目标回波信号ur(t)进行脉压操作，形成n个尖峰；根据1/fp的时间宽度将所述补偿后的动目标回波信号等分为n段，根据各脉压峰位置进行对齐，形成脉冲数-距离单元的二维矩阵；对所述脉冲数-距离单元的二维矩阵中n个脉压峰的序列做傅里叶变换，得到真实目标的多普勒频率。

11、进一步的，所述选择超长基线分布式雷达静止的高仰角目标包括：

12、1)根据2d2/λ计算超长基线分布式雷达远场区域，其中d为基线长度，λ为雷达工作波长；

13、2)按照所述超长基线分布式雷达远场区域选择相对于超长基线分布式雷达静止的高仰角目标，确保雷达观察目标的仰角足够高，以避免地杂波进入雷达主瓣。

14、进一步的，所述超长基线分布式雷达静止的高仰角目标包括，赤道面同步轨道的大型目标或者远处具有一定海拔高度的标校目标。

15、进一步的，所述线性调频信号带宽b，使得脉冲压缩距离分辨率c/2b对应的距离单元大于选择的静止目标的尺寸，其中c为光速。

16、进一步的，所述线性调频信号脉宽τ0，使得脉冲缩得益bτ0满足单脉冲脉压之后目标信噪比大于设定的阈值，其中b为线性调频信号带宽。

17、进一步的，所述阈值由恒虚警率检测中检测概率、虚警率计算得到。

18、进一步的，所述线性调频信号重复频率fp使得c/2fp大于目标距离，其中c为光速。

19、另一方面，本发明还提供一种超长基线分布式雷达收发本振频率校准设备，所述设备包括存储器和处理器；所述存储器存储有实现超长基线分布式雷达收发本振频率校准方法的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，以实现上述方法的步骤。

20、再一方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述的计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

21、本发明的超长基线分布式雷达收发本振频率校准方法及设备的有益效果如下：

22、本发明的超长基线分布式雷达收发本振频率校准方法及设备，利用空间静止目标测量环境，能够满足超长基线分布式探测雷达的本振频率校准需求，减小分布式雷达本振存在频率差时对系统探测性能的影响，降低超长基线分布式探测系统复杂度。

技术特征：

1.一种超长基线分布式雷达收发本振频率校准方法，其特征在于，包括：选取相对超长基线分布式雷达静止的目标，通过对静止目标的回波信号进行多普勒处理提取超长基线分布式雷达本振频率差，基于所述超长基线分布式雷达本振频率差完成其他目标回波信号的补偿。

2.根据权利要求1所述的超长基线分布式雷达收发本振频率校准方法，其特征在于，所述选取相对超长基线分布式雷达静止的目标，通过静止目标的回波多普勒处理提取超长基线分布式雷达本振频率差，基于所述超长基线分布式雷达本振频率差完成其他目标回波信号的补偿包括：

3.根据权利要求2所述的超长基线分布式雷达收发本振频率校准方法，其特征在于，所述选择超长基线分布式雷达静止的高仰角目标包括：

4.根据权利要求3所述的超长基线分布式雷达收发本振频率校准方法，其特征在于，所述超长基线分布式雷达静止的高仰角目标包括，赤道面同步轨道的大型目标或者远处具有一定海拔高度的标校目标。

5.根据权利要求3所述的超长基线分布式雷达收发本振频率校准方法，其特征在于，所述线性调频信号带宽b，使得脉冲压缩距离分辨率c/2b对应的距离单元大于选择的静止目标的尺寸，其中c为光速。

6.根据权利要求3所述的超长基线分布式雷达收发本振频率校准方法，其特征在于，所述线性调频信号脉宽τ0，使得脉冲缩得益bτ0满足单脉冲脉压之后目标信噪比大于设定的阈值，其中b为线性调频信号带宽。

7.根据权利要求6所述的超长基线分布式雷达收发本振频率校准方法，其特征在于，所述阈值由恒虚警率检测中检测概率、虚警率计算得到。

8.根据权利要求3所述的超长基线分布式雷达收发本振频率校准方法，其特征在于，所述线性调频信号重复频率fp使得c/2fp大于目标距离，其中c为光速。

9.一种超长基线分布式雷达收发本振频率校准设备，其特征在于，所述设备包括存储器和处理器；所述存储器存储有实现超长基线分布式雷达收发本振频率校准方法的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，以实现根据权利要求1-8任一所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述的计算机程序被处理器执行时实现根据权利要求1-8任一所述方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种超长基线分布式雷达收发本振频率校准方法及设备，属于雷达探测技术领域。本发明包括：选取相对超长基线分布式雷达静止的目标，通过静止目标的回波多普勒处理提取超长基线分布式雷达本振频率差，基于所述超长基线分布式雷达本振频率差完成其他目标回波信号的补偿。本发明能够满足超长基线分布式探测雷达的本振频率校准需求，减小分布式雷达本振存在频率差时对系统探测性能的影响，降低超长基线分布式探测系统复杂度。

技术研发人员：邱风,翟计全,刘伟,张蒙,金翔,夏凌昊,杨予昊
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第十四研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15