一种利用时间分集和频率分集提高目标分辨力的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及场面监视雷达信号处理技术领域，尤其是涉及一种利用时间分集和频率分集提高目标分辨力的方法。
【背景技术】
[0002]随着航空运输业的发展，航空公司的规模日益壮大，机场的年吞吐量逐年递增，飞行业务量的增加使地服车辆也相应增加。在机场地面运行中，不可避免地存在着飞机与飞机、飞机与车辆之间的冲突，由此可能出现地面交通的拥挤、混乱，直接导致机场运行效率和安全保障水平的下降。此外，由于下雨、下雪或者雾霾等恶劣天气所造成的低能见度，以及建筑物的遮挡、复杂的地形、管制员的视角等因素，都将使地面管理变得更加复杂，增加了飞行器与机动车场面冲突的危险。如何在复杂的机场环境和恶劣的气象条件下管理好日益增多的飞机和车辆，成为机场地面指挥管理中急需解决的问题。
[0003]场面监视雷达是监视机场中飞行区域的飞机及车辆等地面移动目标或固定障碍物的雷达，帮助塔台和站坪的管制员借助场面监视雷达显示器清楚地了解地面飞机和车辆的位置，为机场复杂变化的态势提供全天时、全天候的状态感知。由于场面监视雷达的原理等同于一次雷达，因此，不可避免地存在由于机场地形的复杂所导致的回波多次反射和间接反射的问题，在真回波的基础上会叠加由于多次反射和间接反射所引起的假回波；此外，不同的气象条件，特别是暴雨等恶劣的气象条件，导致杂波复杂变换，引入了更多的干扰，使得回波中夹杂着各种不同原因造成的虚假目标和大量杂波信号，真正的目标信号会有较大的起伏和闪烁。
[0004]传统的场面监视雷达采用一个固定的频点进行扫描，使目标任意时刻只能被一个固定频点照射，照射时间不足，回波中的杂波和假回波成分复杂，不易区分；传统的场面监视雷达在任何时刻，对于任意一个目标，只有一次扫描的机会，当天线转动，波束扫描过后，目标需要等到下一个天线的扫描周期才可以被照射，直接导致目标的照射次数比较少，弓丨入假回波和杂波概率比较大，且不能对目标形成积累照射效应；由于传统的场面监视雷达单次照射导致的假回波不易被滤除，特别是暴雨等恶劣气象条件下，杂波引入的噪声比较大，也不易被滤除，导致目标的起伏特性较大，存在闪烁现象，给目标的正确提取带来较大的困难。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是:针对现有技术存在的问题，提供一种利用时间分集和频率分集提高目标分辨力的方法，降低目标的起伏特性，提高场面监视雷达对目标的分辨力。
[0006]本发明要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:一种利用时间分集和频率分集提高目标分辨力的方法，包括如下步骤:
[0007]步骤1，设定雷达发射脉冲信号为不同频率Fl、F2的长脉冲与短脉冲的组合，其中，长脉冲时宽为IV，短脉冲时宽为ts;
[0008]步骤2，通过天线将雷达发射脉冲信号以不同频率F1、F2发射，使之照射到不同的目标上，实现频率分集，所述两个频率之间的波束宽度保持一定的方位角差Θ ;
[0009]步骤3，接收不同目标反射的不同频率Fl、F2的回波，进行初步处理和存储；其中，对F1的回波信号进行长脉冲处理和短脉冲处理后，将长脉冲与短脉冲合成后再存储在RAM1中，对F2的回波信号进行长脉冲处理和短脉冲处理后，将长脉冲与短脉冲合成后再存储在RAM2中；
[0010]步骤4，通过天线转动进行波束扫描，雷达发射脉冲信号以F1和F2两个不同频率对同一目标进行不同频率的分时照射，即上一次F2频率的波束照射到的目标，本次以F1频率的波束照射，实现时间分集；
[0011 ] 步骤5，接收再次照射不同目标反射的F1和F2两个不同频率的回波进行初步处理和存储；其中，对F1的回波信号进行长脉冲处理和短脉冲处理后，将长脉冲与短脉冲合成后再存储在RAM3中，对F2的回波信号进行长脉冲处理和短脉冲处理后，将长脉冲与短脉冲合成后再存储在RAM4中；
[0012]步骤6，根据两次不同时间、不同频率照射到同一目标的处理过的回波信号进行提取和延迟对齐，得到对同一目标的有效信号个数；
[0013]步骤7，根据提取的同一目标延迟对齐的信号，进行积累检测，设定一个固定值M，如果步骤6中的有效信号个数大于或者等于固定值M，则判定该目标为真实目标；如果步骤6中的有效信号个数小于固定值M，则判定该目标为杂波或者虚假目标，丢弃，根据积累检测的结果，对处理后的所有目标进行有效目标提取，获得其幅度和时间的信息。
[0014]优选地，所述步骤1中，设定所述雷达发射脉冲信号的波形组合为:F1的远距长脉冲Tu+F2的远距长脉冲IY2+F1的近距短脉冲Tsl+F2的近距短脉冲Ts2。
[0015]优选地，所述步骤1中，设定所述雷达发射脉冲信号的波形组合为:F1的远距长脉冲TU+F1的近距短脉冲Tsl+F2的远距长脉冲IY2+F2的近距短脉冲Ts2。
[0016]优选地，所述步骤2中，通过天线将雷达发射脉冲信号以F1和F2两个不同的频率进行发射，设定发射脉冲波形为Fl、F2两种频率同时发射或交替顺序发射。
[0017]优选地，所述步骤2中，所述的方位角差Θ大于0度但小于或者等于0.5度。
[0018]优选地，所述步骤3中，具体包括:
[0019]步骤31:对不同频率F1和F2的不同回波信号分别进行射频信号转换为中频信号的处理，将射频转换成频率为&和F。2的中频信号，执行步骤32 ;
[0020]步骤32:对两路中频信号分别进行中频接收处理，通过A/D采样，将模拟信号转换为数字信号，对数字信号进行数字下变频的变换，将一路中频信号转换为IQ两路基带信号，同时带来频谱的搬迀，通过抽取滤波滤掉中频部分，只保留基带信号；采用FS1的频率对^的中频信号采样，通过数字下变频和滤波后只保留(FS1-FM)部分的频谱；采用FS2的频率对匕2的中频信号采样，通过数字下变频和滤波后只保留(Fm-FJ部分的频谱；将两路基带信号按照脉冲宽度分为长脉冲LFM1、LFM2和短脉冲Sl、S2分别进行处理，对长脉冲LFM1、LFM2执行步骤33，对短脉冲Sl、S2执行步骤34 ；
[0021]步骤33:对两路长脉冲LFM1、LFM2分别进行脉冲压缩和窗函数滤波的处理，将脉冲压缩信号转换为脉冲信号Ll、L2，执行步骤35 ;
[0022]步骤34:对两路短脉冲Sl、S2不做特殊处理，进行延迟，等待长脉冲处理后的信号，进行时间对齐，执行步骤35 ;
[0023]步骤35:将处理后的两路长脉冲Ll、L2和短脉冲Sl、S2分别进行合成，按照短脉冲对应近距离的目标，长脉冲对应远距离的目标，在时间上，短脉冲在前，长脉冲在后，执行步骤36 ；
[0024]步骤36:根据步骤35的合成处理结果，对F1和F2两个不同频率的一个波束宽度内照射到的目标提取的回波信号按照幅度和时间信息进行存储，分别存储在RAM1和RAM2中。
[0025]优选地，所述步骤5中，具体包括:
[0026]步骤51:对不同频率F1和F2的不同回波信号分别进行射频信号转换为中频信号的处理，将射频转换成频率为&和F。2的中频信号，执行步骤52 ;
[0027]步骤52:对两路中频信号分别进行中频接收处理，通过A/D采样，将模拟信号转换为数字信号，对数字