基于天底点的散射回波信号处理算法-论文.pdf

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1、第15卷第9期2015年3月科学技术与工程VoI_15No．9Mar．20151671—1815(2015)09—0198—05ScienceTechnologyandEngineering@2015Sci．Tech．Engrg．通信技术基于天底点的散射回波信号处理算法孙亚洲王国华朱晓菲(第二炮兵工程大学，西安710025)摘要针对基于速度选通雷达高度表在森林等纯散射地面无法工作的问题，在深入分析纯散射地面回波信号模型及回波功率分布特征的基础上，提出了基于天底点的散射回波信号处理算法。该算法通过检测天底点附近回波中的多普勒和相位信息，进行相应补偿后获取回波中的二相编码

2、信息，对所得二相编码信号进行相关处理后通过检测其峰值实现高度测量。仿真结果表明，该算法能够有效解决雷达高度表在森林等纯散射地面无法工作问题。关键词二相编码雷达高度表信号处理多普勒相位中图法分类号TN958；文献标志码A二相编码信号具有大时宽带积和低截获率，在为散射点回波随机相位。雷达高度表中得到广泛应用j。然而，二相码信号经去载波、延时补偿后，回波信号可表示为：属于多普勒敏感信号J，当雷达高度表安装在高速s()=M()exp(j21rfJ+j)(3)运动载体上时，其发射的二相码信号将会被一宽带从式(3)可以看出：对于纯散射回波而言，回波多普勒信号调制。对于森林等纯散射

3、地面而言，地信号受多普勒和相位双重调制。面各个散射单元的相位是互相独立分布的随机变2雷达高度表回波特征分析量，导致雷达高度表回波散射回波信号中多普勒信号的相位也是随机的，相位的随机性会破坏发射信2．1雷达高度表回波模型号所携带的二相编码信号调相信息，从而影响雷达雷达高度表一般安装在高速运动载体上，和地高度表正常工作。面之间存在相对运动，又由于地面为面目标，所以可基于速度选通雷达高度表一般采用相参检测模将大地回波看成照射区域地面离散运动点目标集型，由于随机相位的存在破坏了系统的相参性，导致合。由于地面目标单元非常多，一般根据照射地面系统无法在纯散射地面工作j。本文通过分

4、析二回波延时和多普勒频率的不同，使用等距离一多普勒带对地面进行划分。距离环是脉冲在地面的照射相编码雷达高度表在纯散射地面回波信号的特点，区，因为信号收发是双程的，所以其宽度一般取发射提出了基于天底点的回波信号处理算法，能够有效脉冲宽度的一半；由于雷达接收机多普勒分辨率有解决雷达高度表在森林等纯散射地面无法工作限，一般取雷达接收机多普勒分辨率的一半作为多问题普勒带宽度，同一多普勒带内频率取带内多普勒频1多普勒及随机相位对回波影响分析率平均值。设雷达高度表发射信号为：S=U(t)exp(j2)(4)二相编码雷达高度表发射信号一般可表示为式(4)中11,(t)为伪随机二相编

5、码信号，为载波频s(t)=“(t)exp(j2~f,t)(1)率。接收机采用正交双通道接收机，则，通道和Q式(1)中(t)为二相编码信号，／=．为发射信号载波通道回波信号分别为：频率。则距离为R的散射点的回波信号可表示为：S(t一7I)=(t—)expIj2w(fd+fo)(t一丁)+j])=(—)∑Aisin[2w(fo+)(t—Ti)+](2)(5)式(2)中=2R／c为脉冲延时，为多普勒频移，Q()=M(t—)∑Aicos[2~r(fo+)(t一)+](6)2014年8月12日收到式中r。为不同距离单元的延时，A为第i个等多普第一作者简介：孙亚洲(1990一)，

6、男，安徽阜阳人，硕士研究生。研勒带上的信号幅值，为第i个等多普勒带频率值，究方向：引控与突防。E-mail：sunyazhou—lyan@163．com。为散射回波随机相位。去载波和延时处理后可表9期孙亚洲，等：基于天底点的散射回波信号处理算法刁为：)=()∑Aisin(2~fdt+)(7)Q()=()∑Aic0s(2t+)(8)2．2雷达高度表回波多普勒功率谱分析文献[4]给出了高度表回波多普勒功率谱的求图2相参检测模型Fig．2Diagramofthedetectingmodel法。根据文献[4]所述，设置条件为森林地面，高度forthecoherentsyste

7、m20001TI、雷达高度表载体速度2000m／s，天底点所在多普勒带频率为21．2kHz，其回波多普勒功率谱随机相位信息同时进行了补偿，所以该检测模型可如图1所示。用于散射目标回波信号检测。f。、

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11、图3散射回波检测模型j{．Fig．3Diagramofthedetectingmodel，、—／。＼forthescatteredsystem7181922122232425频-3~／104Hz4基于天底点的散射回波模型处理图1回波多普勒功率谱分布算法Fig．1DiagramofthedistributionoftheDoppler