CN102033229B - 一种合成孔径雷达信号跟踪方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种合成孔径雷达信号跟踪方法，属于雷达信号侦察领域。本发明通过实时测量SAR接收机输出的窄带脉冲信号的脉宽(PW)、脉间隙(CW)和重复周期(PRT)来产生跟踪波门，并且能在信号比较微弱以至于无法过检测门限时，依据之前测得的信号参数产生记忆跟踪波门，从而实现对SAR雷达天线旁瓣信号的跟踪，本发明利用测得的PRT计数值均值的小数部分对记忆跟踪波门进行修正，大大提高了记忆跟踪的时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种合成孔径雷达信号跟踪方法，属于雷达信号侦查领域。
背景技术
对星载SAR信号进行侦察时，若只侦察天线的主瓣信号，则由于卫星在轨的运行速度很快，侦察时对主瓣信号的接收和跟踪时间非常短，很难及时有效地提供SAR卫星过顶预警和引导地面干扰天线对准卫星，所以需要对主瓣信号和旁瓣信号都进行侦测和跟踪。
传统的脉冲序列跟踪器大都采用硬件数字式延迟线相关技术，只适用于跟踪参数固定的常规雷达信号，其波门宽度一般为固定值，对脉冲重复周期的测量一次完成，不可避免地带来测量误差，经常有漏选和错跟的现象。另外，一般的数字脉冲序列跟踪器由于测量精度受计数时钟频率的影响，测得的脉冲时域参数存在误差，在对旁瓣信号进行跟踪时，由于信号比较微弱，并且存在起伏，导致跟踪器经常进入记忆跟踪状态，而由于脉冲测量误差的积累效应使得记忆跟踪时间短，跟踪适应性差。
发明内容
本发明提供一种合成孔径雷达信号跟踪方法，以解决现有技术对空间SAR信号脉冲跟踪适用性不强的问题。
本发明的一种合成孔径雷达信号跟踪方法包括以下步骤：
第一步：对合成孔径雷达接收机输出的窄带信号求模；
第二步：对窄带信号的模值进行过门限检测，输出过门限指示信号；
第三步：对过门限指示信号做整形处理，滤除毛刺；
第四步：对整形处理后的过门限指示信号进行参数测量，包括脉宽、脉间隙和周期；
第五步：根据测得的脉冲信号参数，对过门限指示信号的脉宽、脉间隙和周期进行测量，通过第四步测量的参数值来产生跟踪波门，若过门限指示信号消失，则用上一次测量的信号参数来产生记忆跟踪波门。
其中第五步中跟踪波门的产生方法包括如下步骤：
1、对直接测得的值进行中值滤波；
2、比较中值滤波输出的相邻两个数据的差值，若差值小于给定常数，则更新数据，否则保持前一个不变；
3、对第2步输出的数据求平均；
4、根据脉冲信号的参数计数值产生跟踪波门，当有过门限指示信号时，产生实时跟踪波门；当没有过门限指示信号时，产生记忆跟踪波门。
其中所述的产生记忆跟踪波门的修正方法为：求得的上次测量的周期计数值的均值包含两部分，整数部分和小数部分，整数部分作为当前跟踪波门的周期，对小数部分进行累加，当累加到大于等于1时，对当前跟踪波门的PRT计数值进行修正，即周期计数值加1。
本发明的优点如下：
1.对SAR脉冲信号的适应性强，跟踪精度高
通过实时测量脉冲信号的PRT，可以根据脉冲信号PRT的变化实时调整跟踪波门，从而增强了跟踪波门对脉冲信号的适应性，通过对测量值中值滤波并求平均，提高了跟踪精度。
2.对微弱SAR雷达信号的记忆跟踪时间长
通过利用PRT计数值均值的小数部分对跟踪波门进行调整，提高了记忆跟踪的精度，保证长时间跟踪信号。
附图说明
图1-本发明实现框图
图2-中值滤波和求平均示意图
图3-跟踪波门产生方法示意图
图4-跟踪波门周期修正示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明的SAR信号跟踪方法进行详细描述。
系统的实现框图如图1所示。
首先要对SAR接收机输出的I、Q两路窄带信号采用坐标旋转数字计算(CORDIC)算法求模，得到信号的包络；然后对信号包络做低通滤波，滤除高频噪声；然后对滤波后的信号包络过门限检测得到过门限指示信号，门限可采用自适应门限和固定门限；最后对过门限指示信号做整形处理，滤除毛刺。
如图2所示，对过门限指示信号的PW、CW和PRT作如下处理：
1.对直接测得的值进行中值滤波，滤波窗口长度为7，即7个值中取中值输出；2.比较中值滤波输出的相邻两个数据的差值，若差值小于给定常数，则更新数据，否则保持前一个不变；3.对第2步输出的数据求平均并保留均值的小数部分，平均窗的长度为128，平均值的整数部分用于产生跟踪波门，小数部分用于调整记忆跟踪波门。
在测量过程中为避免干扰影响，采取以下措施：1.测得的PRT值须在给定的PRT范围内；2.测得的相邻两个脉冲的PRT值之差需小于给定常数。当满足这两个条件时就更新PW、CW和PRT的值，否则就保持上次测得的值。
最后根据测得的PW、CW和PRT产生跟踪波门(跟踪波门的占空比为x)，产生方法如图3所示，在检测脉冲的下降沿开始启动计数器1，当计数器1计到错误！未找到引用源。时，输出高电平，此时启动计数器2，当计数器2计到x·PRT时，输出低电平，当计数器2的值与测得的脉间隙CW的差值大于给定范围时，或者当测得的相邻两个脉冲的PRT值之差大于给定常数时，就认为没有脉冲信号过检测门限，产生记忆跟踪波门。
在产生记忆跟踪波门的时候，为了提高跟踪精度，延长记忆跟踪的时间，采用如下方法：
当没有脉冲信号过检测门限时，用最后一次测得的PRT计数值均值的整数部分产生记忆跟踪波门，小数部分用来调整跟踪波门，即累加小数部分，当累加小数部分至大于等于1时，则下一个跟踪波门的PRT加1。如图4所示，用PRT_m作为记忆跟踪波门的周期来产生跟踪波门，同时累加小数部分a，当N·a＞＝1时，当前跟踪波门的周期调整为PRT_m+1，图中所示N为4。
Claims (2)
1.一种合成孔径雷达信号跟踪方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步：对合成孔径雷达接收机输出的窄带信号求模；
第二步：对窄带信号的模值进行过门限检测，输出过门限指示信号；
第三步：对过门限指示信号做整形处理，滤除毛刺；
第四步：对整形处理后的过门限指示信号进行参数测量，包括脉宽、脉间隙和周期；
第五步：根据测得的脉冲信号参数，对过门限指示信号的脉宽、脉间隙和周期进行测量，通过第四步测量的参数值来产生跟踪波门，若过门限指示信号消失，则用上一次测量的信号参数来产生记忆跟踪波门；其中跟踪波门的产生方法步骤如下：
a：对直接测得的值进行中值滤波；
b：比较中值滤波输出的相邻两个数据的差值，若差值小于给定常数，则更新数据，否则保持前一个不变；
c：对步骤b输出的数据求平均；
d：根据脉冲信号的参数计数值产生跟踪波门，当有过门限指示信号时，产生实时跟踪波门。
2.根据权利要求1所述的一种合成孔径雷达信号跟踪方法，其特征在于：其中所述的产生记忆跟踪波门的修正方法为：求得的上次测量的周期计数值的均值包含两部分，整数部分和小数部分，整数部分作为当前跟踪波门的周期，对小数部分进行累加，当累加到大于等于1时，对当前跟踪波门的PRT计数值进行修正，即周期计数值加1。
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