CN107121673A - 基于全极化技术的背景杂波提取方法 - Google Patents

基于全极化技术的背景杂波提取方法 Download PDF

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王宁明
王静
张亚洲
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    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
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Abstract

公开了基于全极化技术的背景杂波提取方法，包括：采用全极化技术别获取四个极化通道的雷达发射信号的回波信号；针对每个极化通道的回波信号：采用曲线拟合算法，基于同相通道信号重构获取第一复信号、基于正交通道信号重构获取第二复信号；根据第一复信号的背景信号的实部信号和虚部信号，获得回波信号的背景信号的实部信号，根据第二复信号的背景信号的实部信号和虚部信号，获得回波信号的背景信号的虚部信号；以四个极化通道对应的背景信号的平均值作为背景杂波信号。本发明采用全极化技术提取雷达发射信号的回波信号，采用曲线拟合算法重构第一复信号和第二复信号，能够更准确地提取背景杂波，得到更加精确的待测目标RCS测量数据。

Description

基于全极化技术的背景杂波提取方法
技术领域
本发明涉及电磁散射测量领域，尤其涉及基于全极化技术的背景杂波提取方法。
背景技术
以下对本发明的相关技术背景进行说明，但这些说明并不一定构成本发明的现有技术。
无论在室内还是室外，对目标进行雷达散射截面(RCS)测量时，背景杂波都是影响准确度的关键因素之一，它会严重降低测量数据的准确性，对于低可探测目标影响更甚。因此，背景杂波的消除对于目标RCS的测量和正确校准显得尤为重要。
最简单的背景对消方法是对每个通道测量的数据直接求数学期望，认为这个期望值就是这个通道的杂波，之后用测量的数据减去这个期望值便是目标的测量数据。此方法虽然简单，鲁棒性却很差。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提出基于全极化技术的背景杂波提取方法，包括：
S1、采用全极化技术，分别获取四个极化通道的雷达发射信号的回波信号；
S2、针对每个极化通道的回波信号：采用曲线拟合算法，基于同相通道信号重构获取第一复信号、基于正交通道信号重构获取第二复信号；根据第一复信号的背景信号的实部信号和虚部信号，获得回波信号的背景信号的实部信号，根据第二复信号的背景信号的实部信号和虚部信号，获得回波信号的背景信号的虚部信号；
S3、获取四个极化通道对应的背景信号的平均值，得到背景杂波信号。
优选地，步骤S1之后进一步包括：
采用最小平方中值法剔除每个极化通道中回波信号的干扰信号。
优选地，对于第一复信号和第二复信号中的任意一个，其实部信号与虚部信号的相位相差90°。
本发明采用全极化技术提取多个极化通道的雷达发射信号的回波信号，采用曲线拟合算法重构第一复信号和第二复信号，能够更准确地提取背景杂波，得到更加精确的待测目标RCS测量数据。
附图说明
通过以下参照附图而提供的具体实施方式部分，本发明的特征和优点将变得更加容易理解，在附图中：
图1是示出本发明基于全极化技术的背景杂波提取方法的流程示意图；
图2a、2b、2c、2d是未剔除干扰信号的四个极化通道的回波信号示意图，图2e是四个极化通道对应的背景信号的平均值；
图3a、3b、3c、3d是剔除干扰信号的四个极化通道的回波信号示意图，图3e是四个极化通道对应的背景信号的平均值。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述。对示例性实施方式的描述仅仅是出于示范目的，而绝不是对本发明及其应用或用法的限制。
如图1所示，本发明基于全极化技术的背景杂波提取方法，包括：
S1、采用全极化技术，分别获取四个极化通道的雷达发射信号的回波信号；
S2、针对每个极化通道的回波信号：采用曲线拟合算法，基于同相通道信号重构获取第一复信号、基于正交通道信号重构获取第二复信号；根据第一复信号的背景信号的实部信号和虚部信号，获得回波信号的背景信号的实部信号，根据第二复信号的背景信号的实部信号和虚部信号，获得回波信号的背景信号的虚部信号；
S3、获取四个极化通道对应的背景信号的平均值，得到背景杂波信号。
本发明从四个极化通道分别提取雷达发射信号的回波信号，与采用单极化通道的提取结果相比，能够极大地缩减提取误差，提取结果更准确；进一步地，采用曲线拟合算法处理重构的复信号来提取较高精度的背景信号，解决了实际工程应用中的鲁棒性差的问题。
优选地，步骤S1之后可以进一步包括：采用最小平方中值法剔除每个极化通道中回波信号的干扰信号。图2a、2b、2c、2d是未剔除干扰信号的四个极化通道的回波信号示意图，图2e是四个极化通道对应的背景信号的平均值；图3a、3b、3c、3d是剔除干扰信号的四个极化通道的回波信号示意图，图3e是四个极化通道对应的背景信号的平均值。对剔除干扰信号前后的误差进行统计分析，其中：
同相通道误差估计为正交通道误差估计为
误差估计为
统计结果如下表1所示：
表1误差统计
通道 同相通道误差估计 正交通道误差估计 误差估计
HH通道 -0.89 -0.83 -0.876
HV通道 -1.53 -1.33 -5.05
VH通道 -1.51 -1.15 -4.97
VV通道 -0.84 -0.87 -0.853
Sum通道 0 0 0
从表中可以看出，剔除干扰信号之后，四个极化通道的回波信号的杂波更少。
优选地，对于第一复信号和第二复信号中的任意一个，其实部信号与虚部信号的相位相差90°。以得到更加准确的提取结果，为后续目标数据的校准提供更加可信的数据。
虽然参照示例性实施方式对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明并不局限于文中详细描述和示出的具体实施方式，在不偏离权利要求书所限定的范围的情况下，本领域技术人员可以对所述示例性实施方式做出各种改变。

Claims (3)

1.基于全极化技术的背景杂波提取方法，其特征在于包括：
S1、采用全极化技术，分别获取四个极化通道的雷达发射信号的回波信号；
S2、针对每个极化通道的回波信号：采用曲线拟合算法，基于同相通道信号重构获取第一复信号、基于正交通道信号重构获取第二复信号；根据第一复信号的背景信号的实部信号和虚部信号，获得回波信号的背景信号的实部信号，根据第二复信号的背景信号的实部信号和虚部信号，获得回波信号的背景信号的虚部信号；
S3、获取四个极化通道对应的背景信号的平均值，得到背景杂波信号。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1之后进一步包括：
采用最小平方中值法剔除每个极化通道中回波信号的干扰信号。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，对于第一复信号和第二复信号中的任意一个，其实部信号与虚部信号的相位相差90°。
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