CN118409280A - 距离折叠回波抑制方法、相控阵雷达、存储介质及产品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种距离折叠回波抑制方法、相控阵雷达、存储介质及产品，所述方法包括获取距离库的第一IQ数据、第二IQ数据、第三IQ数据和第四IQ数据；对第一IQ数据、第二IQ数据、第三IQ数据和第四IQ数据进行幅度计算，得到第一幅度、第二幅度、第三幅度和第四幅度；计算第二幅度与第一幅度之差、第四幅度与第三幅度之差，得到第一幅度差、第二幅度差；根据第一幅度差和第二幅度差对距离库进行标记；根据每个距离库的标记结果确定出现距离折叠回波的距离库；根据出现距离折叠回波的距离库的第一IQ数据对距离库的其他脉冲重复周期的IQ数据的幅度和相位进行调整。本发明能够有效地识别和滤除距离折叠回波。
Description
本申请要求享有于2023年10月27日提交的中国专利申请202311408789.X的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本发明属于雷达技术领域，尤其涉及一种基于波束时空差异的距离折叠回波抑制方法、相控阵雷达、存储介质及产品。
背景技术
距离折叠回波，是指雷达对产生雷达回波信号的目标物位置的一种辨认错误，即当目标位于最大不模糊距离Rmax以外时，雷达将目标物显示在Rmax以内的某个位置，形象地称之为“距离折叠”。其中，最大不模糊距离Rmax＝C/2PRF，C表示电磁波的传播速度(即光速)，PRF表示脉冲重复频率，是指两个脉冲之间的时间间隔，即脉冲重复周期PRT的倒数。
在气象雷达中，距离折叠可能导致降水量估算不准确，因为远距离的降水受距离折叠的影响，成为了虚假的近处降水回波，这对气象观测和决策具有重要影响。在雷达用于监控飞行器等任务时，距离折叠也可能导致飞行器的位置和高度信息不准确，从而增加了空中交通管制的复杂性和风险性。
为了避免距离折叠问题的出现，应该尽可能的减小PRF，从而增大Rmax。但是当雷达的脉冲重复频率PRF减小时，雷达的最大不模糊速度Vmax＝λ×PRF/4也会随之减小，其中，λ表示波长。这会使雷达测量时更容易出现速度模糊问题，影响对天气回波速度的测量，如果没有正确消除速度模糊，还会造成气象产品解释的困难，甚至产生错误的气象产品。
为了减轻距离折叠带来的危害，雷达系统通常会采用各种技术和算法，如调整脉冲重复频率、相位编码和波束控制等，以提高测量的准确性和探测范围。此外，合理的雷达布置和天线设计也可以减轻距离折叠的影响。
其中，最常用的退距离折叠回波方法为相位编码方法，具体包括随机相位编码法和系统相位编码法，系统相位编码法主要包括SZ(n/M)编码及其改进方法。
随机相位编码法的基本原理是对不同的脉冲串，在发射之前对其先随机地偏移相角，由于不同距离段所移相角不同，故能将不同距离段的信号区分开。随机相位编码法的局限性在于：要恢复期望的回波，非期望回波的功率表现为噪声，使噪声电平提高，等效信噪比降低，从而影响谱矩估计的准确性。
随机相位编码法存在的问题，限制了该方法的实际应用，由此系统相位编码法--SZ(n/M)编码被提出，通过对发射信号进行相位调制，在接收端进行同步解调，从而实现距离折叠回波抑制。对于一次回波，其相位编码被正确解调，故可以正常还原。对于距离折叠回波，由于其迟滞一个相位码，故其在被解码时，解码端相位不匹配被额外调制，不同于随机相位编码中的被白化，而是被均匀的分散在奈奎斯特间隔内，不会影响期望回波速度的估计。
SZ(n/M)编码算法计算复杂，而且在谱宽较大时误差增大。为此，NSSL提出了改进的SZ编码方法。改进的SZ编码方法依赖于使用一个长脉冲重复周期PRT获取的功率和谱宽估计，改进的SZ编码方法的计算较传统SZ(n/M)编码算法简单，因为它只用于恢复强弱信号的多普勒速度和强回波信号的谱宽。类似于传统的分离扫描，改进的SZ编码方法在同一个仰角做两次PPI扫描，首先使用不编码的长PRT扫描得到不模糊的回波功率和弱回波信号的谱宽估计，然后使用SZ(8/64)相位编码的短PRT扫描，得到多普勒速度和强回波信号的谱宽估计，这样就不需要像传统SZ(n/M)编码算法中那样使用复杂的替代法或反卷积法求弱回波的谱宽。但改进的SZ编码方法增加了一次PPI扫描，对于一些雷达体制，实现起来比较困难。
上述算法存在的实现困难、计算量大、计算误差大等问题，是目前雷达在退距离折叠回波算法中亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种距离折叠回波抑制方法、相控阵雷达、存储介质及产品，以解决传统退距离折叠回波算法存在实现困难、计算量大、计算误差大的问题。
本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种距离折叠回波抑制方法，包括以下步骤：
获取每个距离库的第一IQ数据、第二IQ数据、第三IQ数据和第四IQ数据，其中，所述第一IQ数据是水平极化和脉压处理后每个距离库的第1个脉冲重复周期的IQ数据，所述第二IQ数据是水平极化和脉压处理后每个距离库的第2个脉冲重复周期的IQ数据，所述第三IQ数据是垂直极化和脉压处理后每个距离库的第1个脉冲重复周期的IQ数据，所述第四IQ数据是垂直极化和脉压处理后每个距离库的第2个脉冲重复周期的IQ数据；
分别对每个距离库的第一IQ数据、第二IQ数据、第三IQ数据和第四IQ数据进行幅度计算，得到每个距离库的第一幅度、第二幅度、第三幅度和第四幅度；
计算出所述第二幅度与所述第一幅度之差，得到每个距离库的第一幅度差；计算出所述第四幅度与所述第三幅度之差，得到每个距离库的第二幅度差；
根据每个距离库的第一幅度差和第二幅度差对所述距离库进行标记；
根据每个距离库的标记结果确定出现距离折叠回波的距离库；
根据出现距离折叠回波的距离库的第一IQ数据对该出现距离折叠回波的距离库的其他脉冲重复周期的IQ数据的幅度和相位进行调整，实现距离折叠回波抑制；其中，其他脉冲重复周期是指除第1个脉冲重复周期之外的所有脉冲重复周期。
进一步地，每个距离库的第一幅度、第二幅度、第三幅度和第四幅度的具体计算公式为：
其中，PH1表示第一幅度，表示第一IQ数据；PH2表示第二幅度，表示第二IQ数据；PV1表示第三幅度，表示第三IQ数据；PV2表示第四幅度，表示第四IQ数据；下标H表示水平极化，下标V表示垂直极化，下标1表示距离库的第1个脉冲重复周期，下标2表示距离库的第2个脉冲重复周期。
进一步地，根据每个距离库的第一幅度差和第二幅度差对所述距离库进行标记，具体实现过程为：
当第一幅度差大于第一阈值且第二幅度差大于第二阈值时，对所述距离库进行标记；否则对所述距离库不进行标记。
优选地，所述第一阈值和第二阈值设为5dB。
进一步地，根据每个距离库的标记结果确定出现距离折叠回波的距离库，具体实现过程包括：
根据每个距离库的左侧标记点数与右侧标记点数计算出所述距离库的标记点总数；其中，左侧标记点数是指距离库左侧的r个距离库中被标记的距离库数量，右侧标记点数是指距离库右侧的r个距离库中被标记的距离库数量；
判断所述距离库的标记点总数是否大于r/3，若是，则所述距离库为出现距离折叠回波的距离库；否则所述距离库为非出现距离折叠回波的距离库；
以每个出现距离折叠回波的距离库为中心，向其左、右两侧分别查找距离最近且标记点总数于r/10的距离库，将左、右两侧查找到的距离库之间的距离库全部确定为出现距离折叠回波的距离库。
进一步地，根据出现距离折叠回波的距离库的第一IQ数据对该出现距离折叠回波的距离库的其他脉冲重复周期的IQ数据的幅度和相位进行调整，具体实现过程包括：
根据每个出现距离折叠回波的距离库的第一IQ数据计算出该出现距离折叠回波的距离库的基准幅度；
从0～2之间产生两个不同的随机数组，每个随机数组中的随机数的数量均为N－1，其中，N为出现距离折叠回波的距离库的脉冲重复周期数；
以所述基准幅度乘以其中一个随机数组得到的一组数作为水平极化处理后该出现距离折叠回波的距离库的其他脉冲重复周期的IQ数据的幅度；以所述基准幅度乘以另一个随机数组得到的一组数作为垂直极化处理后该出现距离折叠回波的距离库的其他脉冲重复周期的IQ数据的幅度；
将该出现距离折叠回波的距离库的其他脉冲重复周期的IQ数据的相位调整为-180°～180°之间的随机数。
进一步地，所述出现距离折叠回波的距离库的基准幅度的具体计算公式为：
其中，PHref表示出现距离折叠回波的距离库的基准幅度，表示出现距离折叠回波的距离库的第一IQ数据。
基于同一构思，本发明还提供一种相控阵雷达，所述相控阵雷达采用如上所述的距离折叠回波抑制方法进行距离折叠回波抑制。
基于同一构思，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现如上所述的距离折叠回波抑制方法。
基于同一构思，本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现如上所述的距离折叠回波抑制方法。
有益效果
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明基于相控阵雷达的波束捷变特性带来的波束时空差异，即每个波位接收到的第1个脉冲重复周期不存在距离折叠回波问题的特性，设计距离折叠回波识别方法和抑制方法，能够有效地识别和滤除距离折叠回波，抑制效果更加稳定。
本发明利用相控阵雷达的扫描特点进行距离折叠回波的识别和抑制，适应性更强，具有实现简单、计算量小、实时性更强的优势。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中距离折叠回波抑制方法流程图；
图2是本发明实施例中去除孤立的标记点或距离库示例图；
图3是本发明实施例中径向距离折叠回波识别标记图；其中左图为第一个径向距离折叠回波识别标记图，右图为第二个径向距离折叠回波识别标记图，横坐标表示距离库，纵坐标表示分贝，dBZ表示强度；
图4是本发明实施例中PPI识别距离折叠回波标记图；其中左图为识别前PPI强度图，右图为识别后PPI强度识别标记图，横坐标表示距离库，纵坐标表示径向，dBZ表示强度；
图5是本发明实施例中强度去折叠前后对比图；其中左图为强度去折叠前示意图，右图为强度去折叠后示意图，横坐标表示东西方向上回波与雷达的距离，纵坐标表示南北方向上回波与雷达的距离，dBZ表示强度；
图6是本发明实施例中径向速度去折叠前后对比图；其中左图为径向速度去折叠前示意图，右图为径向速度去折叠后示意图，横坐标表示东西方向上回波与雷达的距离，纵坐标表示南北方向上回波与雷达的距离，V表示径向速度；
图7是本发明实施例中谱宽去折叠前后对比图；其中左图为谱宽去折叠前示意图，右图为谱宽去折叠后示意图，横坐标表示东西方向上回波与雷达的距离，纵坐标表示南北方向上回波与雷达的距离，Sw表示谱宽；
图8是本发明实施例中差分反射率去折叠前后对比图；其中左图为差分反射率去折叠前示意图，右图为差分反射率去折叠后示意图，横坐标表示东西方向上回波与雷达的距离，纵坐标表示南北方向上回波与雷达的距离，ZDR表示差分反射率；
图9是本发明实施例中差分相移去折叠前后对比图；其中左图为差分相移去折叠前示意图，右图为差分相移去折叠后示意图，横坐标表示东西方向上回波与雷达的距离，纵坐标表示南北方向上回波与雷达的距离，PhiDP表示差分相移；
图10是本发明实施例中协相关系数去折叠前后对比图；其中左图为协相关系数去折叠前示意图，右图为协相关系数去折叠后示意图，横坐标表示东西方向上回波与雷达的距离，纵坐标表示南北方向上回波与雷达的距离，CC表示协相关系数；
图11是本发明实施例中含有折叠回波的标记结果；其中左图为识别前PPI强度图，右图为识别后PPI识别标记图，横坐标表示东西方向上回波与雷达的距离，纵坐标表示南北方向上回波与雷达的距离；
图12是本发明实施例中不含折叠回波的标记结果1；其中左图为识别前PPI强度图，右图为识别后PPI识别标记图，横坐标表示东西方向上回波与雷达的距离，纵坐标表示南北方向上回波与雷达的距离；
图13是本发明实施例中不含折叠回波的标记结果2；其中左图为识别前PPI强度图，右图为识别后PPI识别标记图，横坐标表示东西方向上回波与雷达的距离，纵坐标表示南北方向上回波与雷达的距离；
图14是本发明实施例中不含折叠回波的标记结果3；其中左图为识别前PPI强度图，右图为识别后PPI识别标记图，横坐标表示东西方向上回波与雷达的距离，纵坐标表示南北方向上回波与雷达的距离。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面以具体地实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
实施例1
本发明提出了一种基于波束时空差异的距离折叠回波识别和抑制方法，主要应用于相控阵天气雷达，能够有效解决雷达的距离折叠回波抑制问题，并避免传统退距离折叠回波算法存在实现困难、计算量大、计算误差大的问题。
如图1所示，本发明实施例所提供的一种距离折叠回波抑制方法，包括以下步骤：
步骤S1：获取每个距离库的第一IQ数据、第二IQ数据、第三IQ数据和第四IQ数据。
传统IQ数据是对雷达天线接收到的回波信号进行A/D采样、数字正交鉴相后输出的同向正交(In-phase Quadrature，IQ)数据。本实施例中，每个距离库的IQ数据包括第一IQ数据、第二IQ数据、第三IQ数据和第四IQ数据，这些IQ数据是在传统的水平极化IQ数据和垂直极化IQ数据的基础上进行脉冲压缩处理而得到的。即，第一IQ数据是水平极化和脉压处理后每个距离库的第1个脉冲重复周期的IQ数据，第二IQ数据是水平极化和脉压处理后每个距离库的第2个脉冲重复周期的IQ数据，第三IQ数据是垂直极化和脉压处理后每个距离库的第1个脉冲重复周期的IQ数据，第四IQ数据是垂直极化和脉压处理后每个距离库的第2个脉冲重复周期的IQ数据。
步骤S2：分别对每个距离库的第一IQ数据、第二IQ数据、第三IQ数据和第四IQ数据进行幅度计算，得到每个距离库的第一幅度、第二幅度、第三幅度和第四幅度。
本实施例中，每个距离库的第一幅度、第二幅度、第三幅度和第四幅度的具体计算公式为：
其中，PH1表示第一幅度，即水平极化和脉压处理后每个距离库的第1个脉冲重复周期的IQ数据的幅度，表示第一IQ数据；PH2表示第二幅度，即水平极化和脉压处理后每个距离库的第2个脉冲重复周期的IQ数据的幅度，表示第二IQ数据；PV1表示第三幅度，即垂直极化和脉压处理后每个距离库的第1个脉冲重复周期的IQ数据的幅度，表示第三IQ数据；PV2表示第四幅度，即垂直极化和脉压处理后每个距离库的第2个脉冲重复周期的IQ数据的幅度，表示第四IQ数据；下标H表示水平极化，下标V表示垂直极化，下标1表示距离库的第1个脉冲重复周期，下标2表示距离库的第2个脉冲重复周期。
步骤S3：计算出第二幅度与所述第一幅度之差，得到每个距离库的第一幅度差；计算出第四幅度与所述第三幅度之差，得到每个距离库的第二幅度差。
第一幅度差的计算公式为：
ΔPH＝PH2-PH1 (5)
其中，ΔPH表示第一幅度差。
第二幅度差的计算公式为：
ΔPV＝PV2-PV1 (6)
其中，ΔPV表示第二幅度差。
步骤S4：根据每个距离库的第一幅度差和第二幅度差对距离库进行标记。
当第一幅度差ΔPH大于第一阈值且第二幅度差ΔPV大于第二阈值时，对对应的距离库进行标记，表明该距离库可能出现距离折叠回波；否则对对应的距离库不进行标记。每个被标记的距离库有一个标记点，未被标记的距离库的标记点数量为0。
本实施例中，第一阈值和第二阈值均设为5dB。
步骤S5：根据每个距离库的标记结果确定出现距离折叠回波的距离库。
在本发明的一个具体实施方式中，根据每个距离库的标记结果确定出现距离折叠回波的距离库，如图2所示，具体实现过程包括：
步骤S5.1：根据每个距离库的左侧标记点数与右侧标记点数计算出该距离库的标记点总数；其中，左侧标记点数是指距离库左侧的r个距离库中被标记的距离库数量，右侧标记点数是指距离库右侧的r个距离库中被标记的距离库数量。
本实施例中，每个距离库(包括被标记的距离库和未被标记的距离库)的标记点总数的计算公式为：
其中，表示第i个距离库的标记点总数，表示第i个距离库左侧的r个距离库中被标记的距离库数量(即第i个距离库左侧的r个距离库中第一幅度差ΔPH大于第一阈值且第二幅度差ΔPV大于第二阈值的距离库的数量)，表示第i个距离库右侧的r个距离库中被标记的距离库数量。
步骤S5.2：判断每个距离库的标记点总数是否大于r/3，若是，则该距离库为出现距离折叠回波的距离库；否则该距离库为非出现距离折叠回波的距离库。
步骤S5.3：以每个出现距离折叠回波的距离库为中心，向其左、右两侧分别查找距离最近且标记点总数于r/10的距离库，将左、右两侧查找到的距离库之间的距离库全部确定为出现距离折叠回波的距离库。
经过步骤S5.1的计算，可以得到每个距离库的标记点总数。对于每个出现距离折叠回波的距离库，以该出现距离折叠回波的距离库为中心，在该出现距离折叠回波的距离库左侧的距离库中查找与该出现距离折叠回波的距离库最近且标记点总数小于r/10的距离库(简称为左侧距离库)，在该出现距离折叠回波的距离库右侧的距离库中查找与该出现距离折叠回波的距离库最近且标记点总数小于r/10的距离库(简称为右侧距离库)，将左侧距离库与右侧距离库之间的所有距离库确定为出现距离折叠回波的距离库，并删除在左侧距离库与右侧距离库之外的距离库的标记。
本实施例中，r的取值为100。
步骤S6：根据每个出现距离折叠回波的距离库的第一IQ数据对该出现距离折叠回波的距离库的其他脉冲重复周期的IQ数据的幅度和相位进行调整，实现距离折叠回波抑制。
识别出所有出现距离折叠回波的距离库之后，依次对每个出现距离折叠回波的距离库进行距离折叠回波抑制。由于每个距离库的第1个脉冲重复周期的IQ数据(即第一IQ数据)不存在距离折叠回波问题，因此根据第1个脉冲重复周期的IQ数据(即第一IQ数据)的幅度对其他脉冲重复周期的IQ数据的幅度进行调整，实现距离库的距离折叠回波抑制，其中，其他脉冲重复周期是指除第1个脉冲重复周期之外的所有脉冲重复周期，即第2个、第3个、……、第N个脉冲重复周期，N表示距离库的脉冲重复周期数。
在本发明的一个具体实施方式中，根据每个出现距离折叠回波的距离库的第一IQ数据对该出现距离折叠回波的距离库的其他脉冲重复周期的IQ数据的幅度和相位进行调整，具体实现过程包括：
步骤S6.1：根据每个出现距离折叠回波的距离库的第一IQ数据计算出该出现距离折叠回波的距离库的基准幅度，具体计算公式为：
其中，PHref表示出现距离折叠回波的距离库的基准幅度，表示出现距离折叠回波的距离库的第一IQ数据。
步骤S6.2：从0～2之间产生两个不同的随机数组，每个随机数组中的随机数的数量均为N－1，其中，N为距离库的脉冲重复周期数。
从0～2之间产生两个不同的随机数组(每个随机数组的均值为1)，即第一随机数组和第二随机数组，第一随机数组和第二随机数组中的随机数的数量为N－1。
步骤S6.3：以基准幅度PHref乘以其中一个随机数组得到的一组数作为水平极化处理后出现距离折叠回波的距离库的其他脉冲重复周期的IQ数据的幅度；以基准幅度乘PHref以另一个随机数组得到的一组数作为垂直极化处理后出现距离折叠回波的距离库的其他脉冲重复周期的IQ数据的幅度。
基准幅度PHref乘以第一随机数组可以得到一组数据，该组数据的数量为N－1个，N－1个数据分别作为水平极化处理后距离库的第2个、第3个、……、第N个脉冲重复周期的IQ数据的幅度。基准幅度PHref乘以第二随机数组可以得到一组数据，该组数据的数量为N－1个，N－1个数据分别作为垂直极化处理后距离库的第2个、第3个、……、第N个脉冲重复周期的IQ数据的幅度。
步骤S6.4：将该出现距离折叠回波的距离库的其他脉冲重复周期的IQ数据的相位调整为-180°～180°之间的随机数。
即将出现距离折叠回波的距离库的第2个、第3个、……、第N个脉冲重复周期的IQ数据的相位调整为-180°～180°之间的随机数。
使用本发明方法对相控阵天气雷达录制的有距离折叠回波的IQ数据进行对比处理分析，折叠回波识别和抑制效果如图3～10所示。
径向距离折叠回波识别标记如图3所示，从图3可知距离折叠回波被准确标记，识别率高，无错误识别；PPI(Pixels Per Inch)识别距离折叠回波标记如图4所示，PPI识别距离折叠标记结果(紫色)，识别率较高，无错误识别。对各参量去折叠回波前后进行对比，图5为强度去折叠前后对比，图6为径向速度去折叠前后对比，图7为谱宽去折叠前后对比，图8为差分反射率去折叠前后对比，图9为差分相移去折叠前后对比，图10为协相关系数去折叠前后对比。由图5～图10可知，去折叠回波后，折叠回波被有效去除，各参量表现与噪声一致。
对天气回波的影响如图11～14所示，图11为含有折叠回波的标记结果，由图11可知，含有折叠回波时，折叠回波被准确标记，识别率高，无错误识别；图12～图14为不含距离折叠回波的天气数据，不含折叠回波时，误识别率低。上述对比效果可以证明：本发明能够有效识别和滤除距离折叠回波，滤除后各偏振量表现为噪声，且对相控阵天气雷达的天气回波无明显影响。
实施例2
本发明实施例还提供一种相控阵雷达，所述相控阵雷达采用实施例1所述的距离折叠回波抑制方法进行距离折叠回波抑制。相控阵雷达包括存储器、处理器以及存储在存储器上的计算机程序/指令，所述处理器执行所述计算机程序/指令以实现实施例1所述的距离折叠回波抑制方法。
尽管未示出，终端设备包括处理器，其可以根据存储在只读存储器(ROM)中的程序和/或数据或者从存储部分加载到随机访问存储器(RAM)中的程序和/或数据而执行各种适当的操作和处理。处理器可以是一个多核的处理器，也可以包含多个处理器。在一些实施例中，处理器可以包含一个通用的主处理器以及一个或多个特殊的协处理器，例如，中央处理器、图形处理器(GPU)、神经网络处理器(NPU)、数字信号处理器(DSP)等等。在RAM中，还存储有终端设备操作所需的各种程序和数据。处理器、ROM以及RAM通过总线彼此相连。输入/输出(I/O)接口也连接至总线。
上述处理器与存储器共同用于执行存储在存储器中的程序/指令，所述程序/指令被计算机执行时能够实现上述各实施例描述的方法、步骤或功能。
尽管未示出，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现实施例1所述的距离折叠回波抑制方法。
在本发明的实施例的存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动的可以由任何方法或技术来实现信息存储的物品。存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
可读存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
尽管未示出，本发明实施例还提供一种计算机程序产品，包括：计算机程序/指令，该计算机程序/指令被处理器执行时实现如实施例1所述的距离折叠回波抑制方法。
以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种距离折叠回波抑制方法，其特征在于，所述抑制方法包括以下步骤：
获取每个距离库的第一IQ数据、第二IQ数据、第三IQ数据和第四IQ数据，其中，所述第一IQ数据是水平极化和脉压处理后每个距离库的第1个脉冲重复周期的IQ数据，所述第二IQ数据是水平极化和脉压处理后每个距离库的第2个脉冲重复周期的IQ数据，所述第三IQ数据是垂直极化和脉压处理后每个距离库的第1个脉冲重复周期的IQ数据，所述第四IQ数据是垂直极化和脉压处理后每个距离库的第2个脉冲重复周期的IQ数据；
分别对每个距离库的第一IQ数据、第二IQ数据、第三IQ数据和第四IQ数据进行幅度计算，得到每个距离库的第一幅度、第二幅度、第三幅度和第四幅度；
计算出所述第二幅度与所述第一幅度之差，得到每个距离库的第一幅度差；计算出所述第四幅度与所述第三幅度之差，得到每个距离库的第二幅度差；
根据每个距离库的第一幅度差和第二幅度差对所述距离库进行标记；
根据每个距离库的标记结果确定出现距离折叠回波的距离库；
根据出现距离折叠回波的距离库的第一IQ数据对该出现距离折叠回波的距离库的其他脉冲重复周期的IQ数据的幅度和相位进行调整，实现距离折叠回波抑制；其中，其他脉冲重复周期是指除第1个脉冲重复周期之外的所有脉冲重复周期。
2.根据权利要求1所述的距离折叠回波抑制方法，其特征在于，每个距离库的第一幅度、第二幅度、第三幅度和第四幅度的具体计算公式为：
其中，PH1表示第一幅度，表示第一IQ数据；PH2表示第二幅度，表示第二IQ数据；PV1表示第三幅度，表示第三IQ数据；PV2表示第四幅度，表示第四IQ数据；下标H表示水平极化，下标V表示垂直极化，下标1表示距离库的第1个脉冲重复周期，下标2表示距离库的第2个脉冲重复周期。
3.根据权利要求1所述的距离折叠回波抑制方法，其特征在于，根据每个距离库的第一幅度差和第二幅度差对所述距离库进行标记，具体实现过程为：
当第一幅度差大于第一阈值且第二幅度差大于第二阈值时，对所述距离库进行标记；否则对所述距离库不进行标记。
4.根据权利要求3所述的距离折叠回波抑制方法，其特征在于，所述第一阈值和第二阈值设为5dB。
5.根据权利要求1所述的距离折叠回波抑制方法，其特征在于，根据每个距离库的标记结果确定出现距离折叠回波的距离库，具体实现过程包括：
根据每个距离库的左侧标记点数与右侧标记点数计算出所述距离库的标记点总数；其中，左侧标记点数是指距离库左侧的r个距离库中被标记的距离库数量，右侧标记点数是指距离库右侧的r个距离库中被标记的距离库数量；
判断所述距离库的标记点总数是否大于r/3，若是，则所述距离库为出现距离折叠回波的距离库；否则所述距离库为非出现距离折叠回波的距离库；
以每个出现距离折叠回波的距离库为中心，向其左、右两侧分别查找距离最近且标记点总数于r/10的距离库，将左、右两侧查找到的距离库之间的距离库全部确定为出现距离折叠回波的距离库。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的距离折叠回波抑制方法，其特征在于，根据出现距离折叠回波的距离库的第一IQ数据对该出现距离折叠回波的距离库的其他脉冲重复周期的IQ数据的幅度和相位进行调整，具体实现过程包括：
根据每个出现距离折叠回波的距离库的第一IQ数据计算出该出现距离折叠回波的距离库的基准幅度；
从0～2之间产生两个不同的随机数组，每个随机数组中的随机数的数量均为N－1，其中，N为出现距离折叠回波的距离库的脉冲重复周期数；
以所述基准幅度乘以其中一个随机数组得到的一组数作为水平极化处理后该出现距离折叠回波的距离库的其他脉冲重复周期的IQ数据的幅度；以所述基准幅度乘以另一个随机数组得到的一组数作为垂直极化处理后该出现距离折叠回波的距离库的其他脉冲重复周期的IQ数据的幅度；
将该出现距离折叠回波的距离库的其他脉冲重复周期的IQ数据的相位调整为-180°～180°之间的随机数。
7.根据权利要求6所述的距离折叠回波抑制方法，其特征在于，所述出现距离折叠回波的距离库的基准幅度的具体计算公式为：
其中，PHref表示出现距离折叠回波的距离库的基准幅度，表示出现距离折叠回波的距离库的第一IQ数据。
8.一种相控阵雷达，其特征在于：所述相控阵雷达采用权利要求1～7中任一项所述的距离折叠回波抑制方法进行距离折叠回波抑制。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1～7中任一项所述的距离折叠回波抑制方法。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1～7中任一项所述的距离折叠回波抑制方法。
Applications Claiming Priority (2)
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Country Status (1)
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-
2024
- 2024-01-30 CN CN202410127499.6A patent/CN118409280A/zh active Pending
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Legal Events
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