CN110703251A - 一种矫正通道误差的方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种矫正通道误差的方法、装置、设备和存储介质，其中，所述方法包括：获得调频信号源发出的调频信号经过目标通道后的第一回波信号；确定所述第一回波信号的距离向性能指标；当所述距离向性能指标不满足要求时，将所述第一回波信号确定为待补偿的回波信号；从误差数据库，根据所述目标通道的极化方向获得对应的待补偿误差，所述待补偿误差包括标准回波信号的相位误差和幅度误差；利用所述标准回波信号的相位误差和幅度误差，对所述待补偿的回波信号进行补偿，得到补偿后的回波信号。

Description

一种矫正通道误差的方法、装置、设备和存储介质

技术领域

本申请实施例涉及电子技术，涉及但不限于一种矫正通道误差的方法及装置、设备、存储介质。

背景技术

多通道多极化合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)系统在接收目标回波信号过程中，由于所经过的收发通道不同会引入不同的误差。

由于目前没有针对多通道多极化SAR系统的误差补偿方法，所以应用中一般是借鉴单通道单极化SAR的误差补偿方法。但是，目前单通道单极化SAR的经典补偿方法仅用于补偿相位(后续称为经典相位补偿方法)，通常的做法是：控制收发通道的幅度起伏满足≤1dB，这种情况下幅度对成像的影响可接受；通过记录收发通道的回波信号与标准信号比较，提取回波信号与标准信号之间的相位误差数据，将相位误差数据在信号产生端直接去除，这样产生的回波相位就接近标准信号。由于单通道单极化调频信号只产生一种信号，所以内部补偿的相位只有一种形式，从而目前单通道单极化SAR的经典补偿方法只能针对一个收发通道进行补偿。

用目前的经典相位补偿方法来解决多通道多极化SAR系统发射接收通道误差，要求系统每一收发通道的相位完全一致，这对多通道系统提出了很高的要求。基于现在的设计和元器件水平很难实现，所以经典相位补偿方法不能同时对多收发通道进行独立补偿，无法保证每个通道的距离向指标满足要求，且经典相位补偿方法只能对通道的相位误差进行补偿，无法对幅度误差补偿。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种矫正通道误差的方法、装置、设备和存储介质。

本申请实施例的技术方案是这样实现的：

一方面，本申请实施例提供一种矫正通道误差的方法，所述方法包括：获得调频信号源发出的调频信号经过目标通道后的第一回波信号；确定所述第一回波信号的距离向性能指标；当所述距离向性能指标不满足要求时，将所述第一回波信号确定为待补偿的回波信号；从误差数据库，根据所述目标通道的极化方向获得对应的待补偿误差，所述待补偿误差包括标准回波信号的相位误差和幅度误差；利用所述标准回波信号的相位误差和幅度误差，对所述待补偿的回波信号进行补偿，得到补偿后的回波信号。

另一方面，本申请实施例提供一种矫正通道误差的装置，所述装置包括：第一获得模块，用于获得调频信号源发出的标准信号经过目标通道后的第一回波信号；第一确定模块，用于确定所述第一回波信号的距离向性能指标；第二确定模块，用于当所述距离向性能指标不满足要求时，将所述第一回波信号确定为待补偿的回波信号；第二获取模块，用于从误差数据库，根据所述目标通道的极化方向获得对应的待补偿误差，所述待补偿误差包括标准回波信号的相位误差和幅度误差；补偿模块，用于利用所述标准回波信号的相位误差和幅度误差，对所述待补偿的回波信号进行补偿，得到补偿后的回波信号。

再一方面，本申请实施例提供一种矫正通道误差的设备，所述设备包括：包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方法中的步骤。

又一方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法中的步骤。

相关的经典相位补偿方法中，使用一个通道的误差去补偿所有通道，且只能补偿相位误差，这样导致某些通道距离向性能指标无法满足要求。本申请实施例中，每一通道回波信号的距离向性能指标不满足要求时，可以从误差数据库获取每一通道对应的回波信号独立进行对应的相位误差和幅度误差的补偿，可见，本实施例的技术方案能够独立对每一通道进行补偿，且能同时补偿每一通道的幅度误差和相位误差。

附图说明

图1A为本申请实施例提供多通道多极化SAR系统简图；

图1B为本申请实施例提供的一种矫正通道误差方法的实现流程示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种矫正通道误差方法的实现流程示意图；

图3A为本申请实施例提供的再一种矫正通道误差方法的实现流程示意图；

图3B为本申请实施例提供的又一种矫正通道误差方法的实现流程示意图；

图4A为本申请实施例提供的多通道误差获取方法的实现流程示意图；

图4B为本申请实施例提供的多通道误差补偿过程方法的实现流程示意图；

图4C为相关技术中4种收发通道链路未经补偿获取回波数据示意图；

图4D为相关技术中4种收发通道链路经典补偿获取回波数据示意图；

图4E为相关技术中，120MHz带宽45us脉宽的带脉组合示意图；

图4F为本申请实施例提供的三种方处理方式的脉压结果比对示意图；

图4G为相关技术中经典方法补偿后4个通道的脉压结果示意图；

图4H为本申请实施例提供的多通道误差补偿方法只补偿相位结果示意图；

图4I为相关技术中2MHz带宽15us脉宽的带脉组合示意图；

图4J为本申请实施例提供的带脉积小的信号三种补偿误差脉压结果示意图；

图5A为本申请实施例提供的一种矫正通道误差装置的组成结构示意图；

图5B为本申请实施例提供的另一种矫正通道误差装置的组成结构示意图；

图5C为本申请实施例提供的再一种矫正通道误差装置的组成结构示意图；

图5D为本申请实施例提供的又一种矫正通道误差装置的组成结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

应当理解，此处所描述的一些实施例用以解释本申请的技术方案，并不用于限定本申请的保护范围。

本实施例先提供一种多通道多极化SAR设备，图1A为本申请实施例多通道多极化SAR设备的组成结构示意图，如图1A所示，该多通道多极化SAR设备包括：发射链路和多通道接收链路。其中：发射链路：调频信号源产生调频信号，通过微波组合、驱动放大器1和波导天线向地面发射H极化的调频信号；通过微波组合、驱动放大器2和波导天线向地面发射V极化的调频信号；系统H极化调频信号和V极化调频信号分时发射。接收链路：波导天线接收到地面目标返回的回波信号，H极化接收回波通过驱动放大器1、微波组合、接收机1后，在数据形成器内部变为数字视频I/Q信号，进入多通道记录设备的通道1；V极化接收回波通过驱动放大器2、微波组合、接收机2后，在数据形成器内部变为数字视频I/Q信号，进入多通道记录设备的通道2。

这样，SAR系统H极化发射，两个通道同时接收，就形成了HH极化和HV极化的回波信号；同样，SAR系统V极化发射，两个通道同时接收，就形成了VH极化和VV极化的回波信号。HH极化、HV极化、HH极化和HV极化的回波信号就是多通道多极化SAR系统获得的多极化(四极化)信号。

基于图1A，本申请实施例提供的一种矫正通道误差方法，参照图1B所示，包括：

步骤101、获得调频信号源发出的调频信号经过目标通道后的第一回波信号；

这里，所述步骤101，包括：调频信号源发出调频信号，通过微波组合、驱动放大器和波导天线向地面发射极化的调频信号；波导天线接收到地面目标返回的回波信号，通过驱动放大器、微波组合、接收机后，在数据形成器内部变为数字视频I/Q信号，进入多通道记录设备的通道，得到第一回波信号。

步骤102、确定所述第一回波信号的距离向性能指标；

这里，距离向性能指标包括展宽系数、峰值旁瓣比(PSLR)和积分旁瓣比(ISLR)。

步骤103、当所述距离向性能指标不满足要求时，将所述第一回波信号确定为待补偿的回波信号；

当距离向性能指标中展宽系数、峰值旁瓣比(PSLR)和积分旁瓣比(ISLR)中的任意一项不满足指标要求，需要确定第一回波信号为待补偿的回波信号。

步骤104、从误差数据库，根据所述目标通道的极化方向获得对应的待补偿误差，所述待补偿误差包括标准回波信号的相位误差和幅度误差；

其中，误差数据库用来存放每一通道在系统初始化时，获得所述每一通道对应的待补偿误差，还可以用来存放当补偿后的回波信号不满足要求时，重新获得的对应通道的待补偿误差。

目标通道的极化方向是根据收发通道信号的极化方向确定的，举例来说，当收发通道信号的极化方向是HH(发送信号水平极化接收信号水平极化)时，则根据HH确定目标通道的极化方式；收发通道信号的极化方向是HV(发送信号水平极化接收信号垂直极化)，确定目标通道的极化方式是HV；收发通道信号的极化方向是VH(发送信号垂直极化接收信号水平极化)，确定目标通道的极化方式是VH；收发通道信号的极化方向是VV(发送信号垂直极化接收信号垂直极化)，确定目标通道的极化方式是VV。对应地，待补偿误差可以根据每一通道的极化方式分为四组，分别可以为：HH误差、HV误差、VV误差和VH误差。每一组待补偿误差包括标准回波信号的相位误差和幅度误差。

步骤105、利用所述标准回波信号的相位误差和幅度误差，对所述待补偿的回波信号进行补偿，得到补偿后的回波信号。

这里，补偿是在待补偿的回波信号与新匹配信号进行脉冲压缩过程中完成。根据待补偿的回波信号的距离向性能指标，选择只补偿相位误差或者相位误差和幅度误差同时补偿。

相关的经典相位补偿方法中，使用一个通道的误差去补偿所有通道，且只能补偿相位误差，这样导致某些通道距离向性能指标无法满足要求。本申请实施例中，每一通道回波信号的距离向性能指标不满足要求时，可以从误差数据库获取每一通道对应的回波信号独立进行对应的相位误差和幅度误差的补偿，可见，本实施例的技术方案能够独立对每一通道进行补偿，且能同时补偿每一通道的幅度误差和相位误差。

本申请的实施例提供一种矫正通道误差方法，应用于图1A所示的多通道多极化SAR设备，如图2所示，该方法包括：

步骤201、获得所述调频信号源发出的标准信号经过每一所述通道后的标准回波信号；

步骤201是设备初始化时的操作，首先，调频信号源发出标准信号，其中，标准信号发射分为系统水平发射极化标准信号，即H发射极化标准信号和垂直发射极化标准信号，即V发射极化标准信号。系统H发射极化标准信号和V发射极化标准信号是分时发射的。然后，标准信号经过发射通道和接收通道进入多通道记录设备的通道，得到标准回波信号。标准回波信号用于确认每一通道的相位误差和幅度误差。

步骤202、根据每一所述通道的极化方向，确定对应标准回波信号的极化方向；

每一个标准信号都是经过了发射通道，又经过了接收通道，这里的所述通道的极化方向是指收发通道的极化方向，举例来说，当收发通道的极化方向为HH极化时，确定对应标准回波信号的极化方向为HH极化；当收发通道的极化方向为HV极化时，确定对应标准回波信号的极化方向为HV极化；当收发通道的极化方向为VH极化时，确定对应标准回波信号的极化方向为VH极化；当收发通道的极化方向为VV极化时，确定对应标准回波信号的极化方向为VV极化。

步骤203、根据每一所述标准信号确定对应标准回波信号的相位误差和幅度误差；

这里，在确定对应标准回波信号的相位误差时，可以将所述回波信号的相位与所述标准信号的相位相减，获得回波信号的相位误差；在确定标准回波信号的幅度误差时，可以首先对所述回波信号和所述标准信号进行FFT变换，得到频域回波信号和频域标准信号，然后，将所述频域回波信号与所述频域标准信号的幅度相减，获得回波信号的幅度误差。

步骤204、根据每一所述标准回波信号的极化方向，对对应的标准回波信号的相位误差和幅度误差分类；

首先，根据标准回波信号在发射通道的极化方式，确定所述标准回波信号的误差为发射水平(H)极化误差或发射垂直(V)极化误差；其次，根据标准回波信号在接收通道的极化方式，确定所述发射水平(H)极化误差为HH误差或HV误差；根据标准回波信号在接收通道的极化方式，确定所述发射垂直(V)极化误差为VV误差或VH误差。

然后，将由极化方向为HH的标准回波信号产生的相位误差和幅度误差称为一组HH误差；将由极化方向为HV的标准回波信号产生的相位误差和幅度误差称为一组HV误差；将由极化方向为VH的标准回波信号产生的相位误差和幅度误差称为一组VH误差；将由极化方向为VV的标准回波信号产生的相位误差和幅度误差称为一组VV误差。

步骤205、将分类后的标准回波信号的相位误差和对应的幅度误差，保存到数据库；

将分类后的标准回波信号的HH误差、HV误差、VV误差和VH误差，保存到数据库，其中每组误差都包含相位误差和幅度误差。

在步骤205之后，还包括图1B所示的实施例中的步骤101至步骤105。

本申请实施例中，系统初始化时，首先，利用调频信号源发出的标准信号和收到的标准回波信号进行相位差和幅度差的运算，得到每一通道对应一组相位误差和幅度误差。然后，根据每一通道不同的信号极化方向对通道误差进行分类。最后，将分类好的误差保存到误差数据库。这样，系统初始化时就完成了每一通道的误差采集并保存到误差数据库，如此，系统工作中需要使用每一通道的误差补偿通道误差时，只需要取用对应的通道误差即可。

本申请实施例提供一种矫正通道误差方法，如图3A所示，该方法包括：

步骤101至步骤104、如以上实施例所述；

步骤301、根据所述待补偿的回波信号发出原匹配信号；

其中，原匹配信号用于与待补偿的回波信号进行脉冲压缩。脉冲压缩是是匹配滤波理论和相关接收理论的一个很好的实际应用，指雷达发射宽脉冲信号，接收和处理回波后输出窄脉冲的雷达。在发射端发射大时宽、带宽信号，以提高信号的速度测量精度和速度分辨力，而在接收端，将宽脉冲信号压缩为窄脉冲，以提高雷达对目标的距离分辨精度和距离分辨力。

步骤302、对所述待补偿误差的相位误差进行镜像处理，得到镜像相位误差；

镜像处理即对相位误差镜像，得到待补偿误差的相位误差的镜像相位误差。

步骤303、对所述原匹配信号相位减去所述镜像相位误差，得到第一匹配信号；

步骤304、将所述第一匹配信号经FFT变到频域，得到第二匹配信号；

FFT即快速傅里叶变换(fast Fourier transform)，可以将信号从时域变换到频域。

步骤305、利用所述待补偿误差的幅度误差对第二匹配信号幅度进行调制，获得新匹配信号；

在频域利用获取到的待补偿误差中的幅度误差对第二匹配信号幅度进行调制完成对第二匹配信号幅度误差的匹配，获得新匹配信号。新匹配信号用于在脉冲压缩时与待补偿回波信号共同完成误差补偿。

步骤306、对所述待补偿的回波信号进行FFT变换，得到待补偿的频域回波信号；

因为待补偿的回波信号是时域信号，需要进行FFT变换后得到频域回波信号。频域回波信号与频域新匹配信号可以完成脉冲压缩。

步骤307、对所述新匹配信号和所述待补偿的频域回波信号，进行脉冲压缩，得到所述补偿后的回波信号，以完成矫正通道的误差。

这里，301至307提供的是一种实现步骤105的方式。

本申请实施例中，获得调频信号的第一回波信号；当距离向性能指标不满足要求时进行误差补偿，补偿过程为：首先，误差系统根据不同的第一回波信号发出原匹配信号，其次，利用与第一回波信号对应的误差数据库中的一组误差对原匹配信号进行相位和幅度的补偿得到新匹配信号，新匹配信号与经过FFT处理的待补偿回波信号进行脉冲压缩，在脉冲压缩过程中完成误差补偿。这样，每一通道对应的回波信号不满足指标要求时，生成对应的新匹配信号完成通道补偿，如此，新匹配信号与对应的待补偿回波信号完成每一通道误差补偿。

本申请实施例提供一种矫正通道误差方法，如图3B所示，该方法包括：

步骤101至步骤105：如上实施例所述；

步骤311、重新确定所述补偿后的回波信号的距离向性能指标；

得到补偿后的回波信号再对其距离向性能指标进行分析，如果满足要求确定不需要再进行补偿，如果不满足要求需要再次对补偿后的回波信号进行误差补偿。

步骤312、当重新确定的性能指标满足要求时，确定完成矫正通道的误差；

性能指标包含展宽系数、峰值旁瓣比和积分旁瓣比。每个系统对指标的要求不同，需要根据实际情况分别确定展宽系数、峰值旁瓣比和积分旁瓣比的指标要求。

步骤313、当重新确定的性能指标不满足要求时，对所述补偿后的回波信号再进行补偿，以完成矫正通道的误差；

步骤314、将所述补偿后的回波信号重新确定为待补偿的回波信号；

补偿后的回波信号不能满足系统的展宽系数、峰值旁瓣比和积分旁瓣比的指标要求，会重新将补偿后的回波信号确定为待补偿的回波信号。

步骤315、获得调频信号源发出的标准信号经所述目标通道后的第二回波信号；

本次补偿需要重新获取标准信号的第二回波信号，用于获取当前的实际通道误差。

步骤316、根据所述标准信号，确定所述第二回波信号的相位误差和幅度误差；

步骤317、利用所述第二回波信号的相位误差和幅度误差，对重新确定的待补偿的回波信号进行补偿，得到补偿后的回波信号。

本申请实施例中，补偿后的回波信号不能满足展宽系数、峰值旁瓣比和积分旁瓣比的指标要求，需要再次对补偿后的回波信号进行补偿，再次补偿过程为：首先，调频信号源重新发出标准信号，得到经过收发通道的第二回波信号，其次，利用第二回波信号重新提取当前通道的误差值，最后，用得到的当前通道的误差值对补偿后的回波信号再次进行补偿。这样，可以通过重新获取当前通道的误差值对补偿后的回波信号再次补偿，得到展宽系数、峰值旁瓣比和积分旁瓣比的指标，直到指标满足要求，如此迭代补偿可以得到满足指标要求的回波信号。

图4A为本申请实施例提供的多通道误差获取方法的实现流程示意图，如图4A所示，该方法包括：

步骤410、多通道数据记录设备记录待补偿误差数据；

其中待补偿误差数据包括相位误差和幅度误差；

若记录设备记录收发通道回波信号为：

标准信号为：

回波信号相位与标准信号相位相减，获得相位误差为：

回波信号和标准信号FFT到频域，在频域提取幅度误差：ΔA。其中，多通道数据记录设备为图1A中的多通道记录设备。

步骤411、分析待补偿误差数据；

根据得到的回波信号，获取待分析的误差；如果系统是单极化，则提取出1组误差；如果系统是双极化，则提取出2组误差；如果系统是四极化，则提取出4组误差。其中，单极化是指HH或者VV，就是水平发射水平接收或垂直发射垂直接收；双极化是指在一种极化模式的同时，加上了另一种极化模式，如HH水平发射水平接收和HV水平发射垂直接收；四极化是指同时发射H和V，也就是HH、HV、VV、VH四种极化方式。

步骤412、误差数据获取时判断回波信号的发射极化状态是H极化还是V极化；

数据分析软件根据得到的所述回波信号的辅助数据，判断发射通道的极化状态是H极化还是V极化；若是H极化转到步骤413，若是V极化转到步骤416。其中，辅助数据中包含有回波信号的极化方向。

步骤413、判断回波信号经过接收通道是否H极化接收；

数据分析软件根据得到的所述回波信号的辅助数据，判断接收通道的极化状态是H极化还是V极化；若是H极化转到步骤415，若是V极化转到步骤414。

步骤414、提取回波信号的极化方向为HV的通道误差；

根据判断出的发射通道极化状态是H极化，接收通道极化状态是V极化，从4组误差中得到HV通道误差。

步骤415、提取回波信号的极化方向为HH的通道误差；

根据判断出的发射通道极化状态是H极化，接收通道极化状态是H极化，从4组误差中得到HH通道误差。

步骤416、判断回波信号经过接收通道是否H极化接收；

数据分析软件根据得到的所述回波信号的辅助数据，判断接收通道的极化状态是H极化还是V极化；若是H极化转到步骤417，若是V极化转到步骤418。

步骤417、提取回波信号的极化方向为VH的通道误差；

根据判断出的发射通道极化状态是V极化，接收通道极化状态是H极化，从4组误差中得到VH通道误差。

步骤418、提取回波信号的极化方向为VV的通道误差；

根据判断出的发射通道极化状态是V极化，接收通道极化状态是V极化，从4组误差中得到VV通道误差。

步骤419、将误差数据存储到误差数据库相应的存储空间，以备后续通道误差补偿。

将分析得到的4组误差数据，按照HH误差数据、HV误差数据、VH误差数据、VV误差数据分类方式，存储到误差数据库相应的存储空间，以备后续通道误差补偿时使用。

图4B为本申请实施例提供的多通道误差补偿过程方法的实现流程示意图，如图4B所示，该方法包括：

步骤421、误差矫正系统发出标准的匹配信号为：

误差矫正系统发出标准的匹配信号为：

作为最后得到的新匹配信号的原匹配信号。其中，误差矫正系统可以运行于图1A中的多通道数据记录设备，或者存储于独立硬件系统。以下步骤都是在误差矫正系统中完成。

步骤422、获取得到的相位误差

镜像后变为：

根据图4A提取得到的相位误差经过镜像处理后变为：

利用对原匹配信号进行相位补偿；

步骤423、对原匹配信号在时域进行相位误差补偿，将信号相位直接减去镜像后的相位误差，得到，第一匹配信号

根据原匹配信号为：

与提取和镜像处理后得到的镜像相位误差

在时域进行相位误差补偿，信号相位直接减去镜像后的相位误差，得到第一匹配信号

步骤424、对第一匹配信号

进行FFT变换，得到频域第二匹配信号；

根据第一匹配信号

进行FFT变到频域第二匹配信号。

步骤425、利用幅度误差ΔA对第二匹配信号幅度进行调制，完成幅度误差补偿，得到新匹配信号；

根据步骤424得到第二匹配信号，与获取到的幅度误差ΔA，在频域进行幅度误差补偿，输出经过通道误差补偿后得到的新匹配信号；

步骤426、获取调频信号的回波信号

步骤427、对获取的调频信号的回波信号进行FFT变换；

步骤428、将FFT变换后的调频信号的回波信号与新匹配信号进行脉冲压缩；

步骤429、对完成脉冲压缩的回波信号进行IFFT变换；

步骤430、完成距离向性能指标分析。

图4C为相关技术中4种收发通道链路未经补偿的获取回波数据方法示意图，该方法包括：

调频信号源发射标准的调频信号：

信号幅度为：A，信号相位为：

若H极化发射通道幅度加权为K₁相位变化为

H极化接收通道1幅度加权为K₂相位变化为

V极化发射通道幅度加权为K₄相位变化为V极化接收通道2幅度加权为K₃相位变化为

则经过H极化发射H极化接收链路，获得HH极化回波数据为：

H极化发射V极化接收链路，获得HV极化回波数据为：

V极化发射H极化接收链路，获得VH极化回波数据为：

V极化发射V极化接收链路，获得VV极化回波数据为：

由此可以看出不同的通道给回波数据带来的幅度和相位误差不同。

图4D为相关技术中4种收发通道链路经典补偿方法的获取回波数据示意图，该方法包括：

SAR系统4种发射接收通道误差，利用H发射H接收通道提取误差，该误差补偿到调频信号源，通道误差情况见图4D。从图中可以看出，调频源发射信号为

经过4种发射接收通道，HH发射接收链路回波信号为：

HV发射接收链路回波信号为：VH发射接收链路回波信号为：

VV发射接收链路回波信号为：

由此可以看出四极化系统用经典误差补偿方法仅能补偿HH通道的相位误差，HH通道的幅度误差和其余三个通道的幅度和相位误差是无法补偿的。

图4E为相关技术中，120MHz带宽45us脉宽的带脉组合示意图，如图4E所示，120MHz带宽45us脉宽的带脉组合信号频域起伏较小，可以只针对相位误差进行补偿，获得4个通道的距离向性能指标。因为经典的误差补偿方法也是只针对通道的相位进行补偿，所以只提取HH发射接收通道相位误差去补偿调频信号源的发射调频信号，获得4个通道的距离向性能指标。HH通道不做相位补偿、经典相位补偿和多通道相位补偿三种方处理方式的脉压结果见图4F；经典补偿方法补偿后的4个通道的脉压结果见图4G；多通道误差补偿方法只补偿相位，4个通道脉压结果见图4H。

图4F为本申请实施例提供的三种方处理方式的脉压结果示意图，如图4F所示，两种补偿方法对信号幅频特性带内起伏≤1dB的通道(HH通道)，经典的方法与多通道补偿方法都能够将相位误差补的较干净见图4G，脉压后的旁瓣左右电平一致，多通道补偿利用自己研制软件，补偿指标会更好见表1中HH通道指标。

图4G为相关技术中中经典相位补偿方法补偿后4个通道的脉压结果示意图，如图4G所示，经典的方法只能对单通道相位误差进行补偿，在多通道系统测试中HH发射接收通道相位被补偿到调频信号源内，对接收的4通道回波数据利用标准匹配函数进行脉压，脉压结果见图4G所示，可以看出HH发射接收通道误差补的比较干净，目标左右两个旁瓣电平一致，其它三个通道相位有残余，导致左右旁瓣电平存在最大0.3dB的误差。

图4H为本申请实施例提供的多通道误差补偿方法只补偿相位结果示意图，利用SAR多通道误差补偿的方法对4个通道相位误差进行补偿，对接收的4通道回波数据利用各自新产生的匹配函数进行脉压，脉压结果见图4H所示，可以看出4个发射接收通道误差补的都比较干净，目标左右两个旁瓣电平基本一致，左右旁瓣电平差异小于0.05dB。

多通道相位补偿时经典方法与多通道方法测试结果对比见下表1。表1给出了利用两种补偿方法对通道误差补偿后，距离向脉压指标情况。经过相位补偿后，两种方法得到的系统指标比不做相位补偿提高了很多。使用多通道误差补偿方法对4个通道补偿后的指标性能比使用经典方法补偿获得的指标性能要好一些。

表1多通道相位补偿时经典方法与多通道方法测试结果对比

图4I为相关技术中，2MHz带宽15us脉宽的带脉组合示意图，如图4I所示，2MHz带宽15us脉宽的带脉组合，带宽脉宽积为30(经验值要大于100)，信号幅频特性起伏较明显，只针对相位误差进行补偿，指标已不能满足要求。此时需要利用多通道误差补偿方法对信号进行幅度误差和相位误差补偿，经典相位补偿方法已不能满足应用要求。多通道误差补偿方法不做相位误差补偿、只针对相位误差补偿和同时对幅度误差/相位误差补偿的HH通道脉压结果见图4J。如图4J所示，针对2MHz带宽15us脉宽的带脉组合，利用多通道误差补偿方法只针对相位误差补偿和同时对幅度误差/相位误差补偿产生通道不同匹配函数，分别对信号进行脉压获得距离向性能指标。其中：2MHz/15us带脉利用多通道方法两种情况下的测试结果对比见下表2。

表2 2MHz/55us带脉利用多通道方法两种情况下的测试结果对比

从图4J看出，对幅度和相位同时补偿后目标左右旁瓣电平一致；只对相位误差补偿的信号受幅度误差影响，旁瓣电平较大，从表2中看出不能满足距离向峰值旁瓣比的要求。由此可见，针对带脉积小，信号幅频特性起伏明显的信号，必须对系统幅度误差和相位误差进行补偿。

基于前述的实施例，本申请实施例提供一种矫正通道误差的装置，该装置包括所包括的各模块、以及各模块所包括的各子模块，可以通过矫正通道误差的设备中的处理器来实现；当然也可通过逻辑电路实现；在实施的过程中，处理器可以为中央处理器(CPU)、微处理器(MPU)、数字信号处理器(DSP)或现场可编程门阵列(FPGA)等。

图5A为本申请实施例提供的一种矫正通道误差的装置的组成结构示意图，如图5A所示，所述装置500包括第一获得模块501、第一确定模块502、第二确定模块503、第二获得模块504和误差补偿模块505，其中：

第一获得模块501，用于获得调频信号源发出的标准信号经过目标通道后的第一回波信号；第一确定模块502，用于确定所述第一回波信号的距离向性能指标；第二确定模块503，用于当所述距离向性能指标不满足要求时，将所述第一回波信号确定为待补偿的回波信号；第二获得模块504，用于从误差数据库，根据所述目标通道的极化方向获得对应的待补偿误差，所述待补偿误差包括标准回波信号的相位误差和幅度误差；误差补偿模块505，用于利用所述标准回波信号的相位误差和幅度误差，对所述待补偿的回波信号进行补偿，得到补偿后的回波信号。

基于前述的实施例，本申请实施例提供一种矫正通道误差装置，如图5B所示，所述装置500包括初始误差获得模块511、第一获得子模块512、第一确定子模块513、第二确定子模块514、误差分类模块515、保存误差模块516、第一获得模块501、第一确定模块502、第二确定模块503、第二获得模块504和误差补偿模块505，其中初始误差获得模块511包括第一获得子模块512、第一确定子模块513、第二确定子模块514、误差分类模块515、保存误差模块516，其中：

第一获得子模块512，用于获得所述调频信号源发出的标准信号经过每一所述通道后的标准回波信号；第一确定子模块513，用于根据每一所述通道的极化方向，确定对应标准回波信号的极化方向；第二确定子模块514，用于根据每一所述标准信号确定对应标准回波信号的相位误差和幅度误差；误差分类模块515，用于根据每一所述标准回波信号的极化方向，对对应的标准回波信号的相位误差和幅度误差分类；保存误差模块516，用于将分类后的标准回波信号的相位误差和对应的幅度误差，保存到数据库。

基于前述的实施例，本申请实施例提供一种矫正通道误差装置，如图5C所示，所述装置500包括第一获得模块501、第一确定模块502、第二确定模块503、第二获得模块504、误差补偿模块505、原匹配信号发出模块551、第二获得子模块552、第三获得子模块553、第四获得子模块554、第五获得子模块555、第六获得子模块556和第七获得子模块557，其中误差补偿模块505包括原匹配信号发出模块551、第二获得子模块552、第三获得子模块553、第四获得子模块554、第五获得子模块555、第六获得子模块556和第七获得子模块557，其中：

原匹配信号发出模块551，用于根据所述待补偿的回波信号发出原匹配信号；第二获得子模块552，用于对所述待补偿误差的相位误差进行镜像处理，得到镜像相位误差；第三获得子模块553，用于对所述原匹配信号相位减去所述镜像相位误差，得到第一匹配信号；第四获得子模块554，用于将所述第一匹配信号经FFT变到频域，得到第二匹配信号；第五获得子模块555，用于利用所述待补偿误差的幅度误差对第二匹配信号幅度进行调制，获得新匹配信号；第六获得子模块556，用于对所述待补偿的回波信号进行FFT变换，得到待补偿的频域回波信号；第七获得子模块557，用于对所述新匹配信号和所述待补偿的频域回波信号，进行脉冲压缩，得到所述补偿后的回波信号，以完成矫正通道的误差。

基于前述的实施例，本申请实施例提供一种矫正通道误差装置，如图5D所示，所述装置500包括第一获得模块501、第一确定模块502、第二确定模块503、第二获得模块504、误差补偿模块505、误差再次补偿模块506、第三确定子模块561、第四确定子模块562、第八获得子模块563、第四确定子模块564和第一补偿子模块565，其中再次补偿模块506包括：第三确定子模块561、第四确定子模块562、第八获得子模块563、第五确定子模块564和第一补偿子模块565，其中：

第三确定子模块561，当重新确定的性能指标不满足要求时，对所述补偿后的回波信号再进行补偿，以完成矫正通道的误差；第四确定子模块562，用于将所述补偿后的回波信号重新确定为待补偿的回波信号；第八获得子模块563，用于获得调频信号源发出的标准信号经所述目标通道后的第二回波信号；第五确定子模块564，用于根据所述标准信号，确定所述第二回波信号的相位误差和幅度误差；第一补偿子模块565，用于利用所述第二回波信号的相位误差和幅度误差，对重新确定的待补偿的回波信号进行补偿，得到补偿后的回波信号。

以上装置实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请装置实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解。

需要说明的是，本申请实施例中，如果以软件功能模块的形式实现上述的一种矫正通道误差的方法，并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台成像设备执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样，本申请实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

对应地，本申请实施例提供一种矫正通道误差的设备，所述矫正通道误差的设备可以是多通道多极化SAR，所述设备包括：存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方法中的步骤。

本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法中的步骤。

这里需要指出的是：以上存储介质和设备实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请存储介质和设备实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。或者，本申请上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台设备执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种矫正通道误差的方法，其特征在于，所述方法包括：

获得调频信号源发出的调频信号经过目标通道后的第一回波信号；

确定所述第一回波信号的距离向性能指标；

当所述距离向性能指标不满足要求时，将所述第一回波信号确定为待补偿的回波信号；

从误差数据库，根据所述目标通道的极化方向获得对应的待补偿误差，所述待补偿误差包括标准回波信号的相位误差和幅度误差；

利用所述标准回波信号的相位误差和幅度误差，对所述待补偿的回波信号进行补偿，得到补偿后的回波信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获得经过收发通道后的第一回波信号之前，所述方法还包括：

获得所述调频信号源发出的标准信号经过每一所述通道后的标准回波信号；

根据每一所述通道的极化方向，确定对应标准回波信号的极化方向；

根据每一所述标准信号确定对应标准回波信号的相位误差和幅度误差；

根据每一所述标准回波信号的极化方向，对对应的标准回波信号的相位误差和幅度误差分类；

将分类后的标准回波信号的相位误差和对应的幅度误差，保存到数据库。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据每一所述标准信号确定对应标准回波信号的相位误差和幅度误差，包括：

将每一所述标准信号的相位与对应标准回波信号的相位相减，得到对应标准回波信号的相位误差；

对每一所述标准信号和对应的标准回波信号分别进行FFT变换，对应得到频域标准信号和频域的标准回波信号；

将每一所述频域标准信号与对应频域的标准回波信号的幅度相减，得到标准回波信号的幅度误差。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据每一所述标准回波信号的极化方向，对对应的标准回波信号的相位误差和幅度误差分类，包括：

将由极化方向分别为HH、HV、VH和VV的标准回波信号产生的相位误差和幅度误差分别对应称为一组HH误差、HV误差、VV误差和VH误差；

对应地，将标准回波信号的HH误差、HV误差、VV误差和VH误差，保存到数据库。

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述利用所述待补偿误差，对所述待补偿的回波信号进行补偿，得到补偿后的回波信号，包括：

根据所述待补偿的回波信号发出原匹配信号；

根据所述原匹配信号和所述待补偿误差，确定新匹配信号；

利用所述新匹配信号对所述待补偿的回波信号进行误差补偿，得到所述补偿后的回波信号。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述原匹配信号和所述待补偿误差，确定新匹配信号，包括：

对所述待补偿误差的相位误差进行镜像处理，得到镜像相位误差；

对所述原匹配信号相位减去所述镜像相位误差，得到第一匹配信号；

将所述第一匹配信号经FFT变到频域，得到第二匹配信号；

利用所述待补偿误差的幅度误差对第二匹配信号幅度进行调制，获得新匹配信号；

所述利用所述新匹配信号对所述待补偿的回波信号进行误差补偿，得到所述补偿后的回波信号，包括：

对所述待补偿的回波信号进行FFT变换，得到待补偿的频域回波信号；

对所述新匹配信号和所述待补偿的频域回波信号，进行脉冲压缩，得到所述补偿后的回波信号，以完成矫正通道的误差。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

重新确定所述补偿后的回波信号的距离向性能指标；

当重新确定的性能指标满足要求时，确定完成矫正通道的误差；

当重新确定的性能指标不满足要求时，对所述补偿后的回波信号再进行补偿，以完成矫正通道的误差；

其中：所述对所述补偿后的回波信号再进行补偿，以完成矫正通道的误差，包括：

将所述补偿后的回波信号重新确定为待补偿的回波信号；

获得调频信号源发出的标准信号经所述目标通道后的第二回波信号；

根据所述标准信号，确定所述第二回波信号的相位误差和幅度误差；

利用所述第二回波信号的相位误差和幅度误差，对重新确定的待补偿的回波信号进行补偿，得到补偿后的回波信号。

8.一种矫正通道误差的装置，其特征在于，所述装置包括：

第一获得模块，用于获得调频信号源发出的标准信号经过目标通道后的第一回波信号；

第一确定模块，用于确定所述第一回波信号的距离向性能指标；

第二确定模块，用于当所述距离向性能指标不满足要求时，将所述第一回波信号确定为待补偿的回波信号；

第二获得模块，用于从误差数据库，根据所述目标通道的极化方向获得对应的待补偿误差，所述待补偿误差包括标准回波信号的相位误差和幅度误差；

补偿模块，用于利用所述标准回波信号的相位误差和幅度误差，对所述待补偿的回波信号进行补偿，得到补偿后的回波信号。

9.一种矫正通道误差的设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至7任一项所述方法中的步骤。

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，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述方法中的步骤。

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