CN114355302A - 一种宽带全极化雷达幅相校准方法 - Google Patents
一种宽带全极化雷达幅相校准方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114355302A CN114355302A CN202111606553.8A CN202111606553A CN114355302A CN 114355302 A CN114355302 A CN 114355302A CN 202111606553 A CN202111606553 A CN 202111606553A CN 114355302 A CN114355302 A CN 114355302A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- channel
- radar
- amplitude
- phase
- echo data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 58
- 238000005388 cross polarization Methods 0.000 claims description 11
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
本发明提出了利用极化状态可调的目标模拟器和飞球(球卫星)相结合的方法实现对宽带全极化雷达的四个极化通道的幅相校准,有效改善了四个通道一维距离像的质量,为获取和利用目标的宽带极化信息奠定基础。
Description
技术领域
本发明属于雷达信号处理技术领域,具体涉及一种雷达幅相校准方法。
背景技术
宽带全极化雷达可以获取雷达动目标的全极化高分辨信息,对利用目标的极化信息进行目标识别有着重要的意义,然而,宽带全极化雷达四个极化通道的宽带幅相特性难以做到很理想,从而恶化目标各极化通道的高分辨一维距离像。传统的单通道雷达可以利用飞球或球卫星等理想点目标对雷达***的幅相特性进行标校已解决***宽带幅相特性不理想的问题,但宽带全极化雷达属于多通道***,而飞球或球卫星等理想点目标的交叉极化分量为零,只能用来校准全极化雷达同极化通道的幅相特性,无法校准全极化雷达的交叉极化测量通道的幅相特性,从而无法准确得到目标交叉极化通道的高分辨一维距离像,影响目标高分辨极化信息的应用。因此,为了准确地测得目标的高分辨极化信息,要采取相应的措施来补偿宽带全极化雷达各极化通道幅相不理想对测量结果造成的影响。
针对极化测量过程中宽带全极化雷达各极化通道的宽带幅相特性不理想的问题,本发明提出了利用极化状态可调的目标模拟器和飞球(球卫星)相结合对宽带全极化雷达的四个极化通道进行幅相校准的方法,有效改善了四个通道一维距离像的质量。
发明内容
本发明的目的在于利用飞球(球卫星)和目标模拟器相结合的方法对宽带全极化雷达的四个极化通道进行幅相校准,改善目标各极化通道高分辨一维距离像质量,为目标宽带极化信息的利用奠定基础。
本发明要解决的技术问题是提供一种对宽带全极化雷达的四个极化通道进行幅相校准,改善目标各极化通道高分辨一维距离像质量的方法。
为解决上述问题,本发明采用的方案如下:
一种宽带全极化雷达幅相校准方法利用极化状态可调的目标模拟器和飞球(球卫星)相结合的方法实现对宽带全极化雷达的四个极化通道的幅相校准,首先利用宽带全极化雷达录取飞球或球卫星等理想点目标的回波数据,获取雷达同极化通道的幅相特性,然后利用宽带全极化雷达录取目标模拟器的两个天线处于水平发射水平接收(HH)或者垂直发射垂直接收 (VV)状态的回波数据,获取雷达同极化通道和目标模拟器级联的幅相特性,通过信号处理提取目标模拟器的幅相特性,最后利用宽带全极化雷达录取目标模拟器两个天线分别处于水平发射垂直接收(HV)和垂直发射水平接收(VH)状态的回波数据,获取雷达交叉极化通道和目标模拟器级联的幅相特性,通过信号处理扣除目标模拟器的幅相特性后,得到雷达HV 和VH交叉极化通道的幅相特性。一种宽带全极化雷达幅相校准的方法包括四个步骤:(1) 雷达同极化通道宽带幅相特性获取;(2)目标模拟器宽带幅相特性获取;(3)雷达交叉极化通道宽带幅相特性获取;(4)利用提取的幅相特性对各极化通道进行补偿处理。对各步骤详细解释如下:
步骤1、雷达同极化通道宽带幅相特性获取
步骤1.1、雷达HH极化通道宽带幅相特性获取
①将宽带全极化雷达设置为HH的工作模式;
②录取飞球(球卫星)的回波数据;
③对宽带全极化雷达HH通道的回波数据取模得到|AHH(ω)|,提取宽带全极化雷达HH 通道幅度误差ΔAHH(ω)=1/|AHH(ω)|。
步骤1.2、雷达VV极化通道宽带幅相特性获取
①将宽带全极化雷达设置为VV的工作模式;
②录取飞球(球卫星)的回波数据;
③对宽带全极化雷达VV通道的回波数据取模得到|AVV(ω)|,提取宽带全极化雷达VV 通道幅度误差ΔAVV(ω)=1/|AVV(ω)|;
步骤2、目标模拟器宽带幅相特性获取
步骤2.1、将宽带全极化雷达设置为HH或VV接收工作模式;
步骤2.2、录取目标模拟器HH模式或VV模式的回波数据;
步骤2.3、获取雷达和目标模拟器级联的HH通道或VV通道幅度误差
对HH通道或VV通道的回波数据取模得到|A2HH(ω)|或|A2VV(ω)|,提取雷达和目标模拟器级联的HH通道或VV通道幅度误差ΔA2HH(ω)=1/|A2HH(ω)|或ΔA2VV(ω)= 1/|A2VVω|;
步骤2.4、获取雷达和目标模拟器级联的HH通道或VV通道相位误差
步骤2.5、利用步骤1中获取的雷达HH通道或VV通道的幅度误差,提取目标模拟器的幅度误差
ΔA0(ω)=|AHH(ω)|/|A2HH(ω)|或ΔA0(ω)=|AVV(ω)|/|A2VV(ω)|;
步骤2.6、利用步骤1中获取的雷达HH通道或VV通道的相位误差,提取目标模拟器的相位误差
步骤3、雷达交叉极化通道宽带幅相特性获取
步骤3.1、将宽带全极化雷达设置为HV的工作模式;
步骤3.2、录取目标模拟器HV模式的回波数据;
步骤3.3、获取雷达和目标模拟器级联的HV通道的幅度误差
对HV通道的回波数据取模得到|A2HV(ω)|,提取雷达和目标模拟器级联的HV通道的幅度误差ΔA2HV(ω)=1/|A2HV(ω)|;
步骤3.4、获取雷达和目标模拟器级联的HV通道相位误差
步骤3.5、利用步骤2中获取的目标模拟器的幅度误差,提取雷达HV通道的幅度误差
ΔAHV(ω)=ΔA2HV(ω)/ΔA0(ω);
步骤3.6、利用步骤2中获取的目标模拟器的相位误差,提取雷达HV通道的相位误差
步骤3.7、将宽带全极化雷达设置为VH的工作模式;
步骤3.8、录取目标模拟器VH模式的回波数据;
步骤3.9、获取雷达和目标模拟器级联的VH通道幅度误差
对VH通道的回波数据取模得到|A2VH(ω)|,提取雷达和目标模拟器级联的VH通道的幅度误差ΔA2VH(ω)=1/|A2VH(ω)|;
步骤3.10、获取雷达和目标模拟器级联的VH通道相位误差
步骤3.11、利用步骤2中获取的目标模拟器的幅度误差,提取雷达VH通道的幅度误差
ΔAVH(ω)=ΔA2VH(ω)/ΔA0(ω);
步骤3.12、利用步骤2中获取的目标模拟器的相位误差,提取雷达VH通道的相位误差
步骤4、利用提取的幅相特性对各极化通道进行补偿处理
步骤4.5、分别对sij(ω)和s2ij(ω)做逆傅里叶变换得到宽带幅相校准前后的一维距离像, sij(t)=IFFT(sij(ω)),s2ij(t)=IFFT(s2ij(ω))。
其中,sij(ω),s2ij(ω)分别表示校准前和校准后的回波数据,sij(t),s2ij(t)分别表示校准前和校准后的一维距离像,i=H,V;j=H,V。
本发明的有益效果是:
本发明提出了利用极化状态可调的目标模拟器和飞球(球卫星)相结合的方法实现对宽带全极化雷达的四个极化通道的幅相校准,有效改善了四个通道一维距离像的质量,为获取和利用目标的宽带极化信息奠定基础。
附图说明
图1一种宽带全极化雷达幅相校准的方法的处理流程
图2雷达***宽带幅度特性
图3雷达***宽带相位特性
图4标校前目标一维距离像
图5标校后目标一维距离像
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明,应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图1所示,本发明包括四个步骤:(1)雷达同极化通道宽带幅相特性获取;(2)目标模拟器宽带幅相特性获取;(3)雷达交叉极化通道宽带幅相特性获取;(4)利用提取的幅相特性对各极化通道进行补偿处理。对各步骤详细解释如下:
(1)雷达同极化通道宽带幅相特性获取
1)雷达HH极化通道宽带幅相特性获取
①将宽带全极化雷达设置为HH的工作模式;
②录取飞球(球卫星)的回波数据;
③对宽带全极化雷达HH通道的回波数据取模得到|AHH(ω)|,提取宽带全极化雷达HH 通道幅度误差ΔAHH(ω)=1/|AHH(ω)|。
2)雷达VV极化通道宽带幅相特性获取
①将宽带全极化雷达设置为VV的工作模式;
②录取飞球(球卫星)的回波数据;
③对宽带全极化雷达VV通道的回波数据取模得到|AVV(ω)|,提取宽带全极化雷达VV 通道幅度误差ΔAVV(ω)=1/|AVV(ω)|;
(2)目标模拟器宽带幅相特性获取
1)将宽带全极化雷达设置为HH或VV接收工作模式;
2)录取目标模拟器HH模式或VV模式的回波数据;
3)对HH通道或VV通道的回波数据取模得到|A2HH(ω)|或|A2VV(ω)|,提取雷达和目标模拟器级联的HH通道或VV通道幅度误差ΔA2HH(ω)=1/|A2HH(ω)|或ΔA2ω(ω)= 1/|A2VVω|;
5)利用步骤(1)中获取的雷达HH通道或VV通道的幅度误差,提取目标模拟器的幅度误差ΔA0(ω)=|AHH(ω)|/|A2HH(ω)|或ΔA0(ω)=|AVV(ω)|/|A2VV(ω)|;
(3)雷达交叉极化通道宽带幅相特性获取
1)将宽带全极化雷达设置为HV的工作模式;
2)录取目标模拟器HV模式的回波数据;
3)对HV通道的回波数据取模得到|A2HV(ω)|,提取雷达和目标模拟器级联的HV通道的幅度误差ΔA2HV(ω)=1/|A2HV(ω)|;
5)利用步骤(2)中获取的目标模拟器的幅度误差,提取雷达HV通道的幅度误差ΔAHV(ω)=ΔA2HV(ω)/ΔA0(ω);
7)将宽带全极化雷达设置为VH的工作模式;
8)录取目标模拟器VH模式的回波数据;
9)对VH通道的回波数据取模得到|A2VH(ω)|,提取雷达和目标模拟器级联的VH通道的幅度误差ΔA2VH(ω)=1/|A2VH(ω)|;
11)利用步骤(2)中获取的目标模拟器的幅度误差,提取雷达VH通道的幅度误差ΔAVH(ω)=ΔA2VH(ω)/ΔA0(ω);
雷达同极化和交叉极化通道的幅度误差和相位误差结果如图2、图3所示。
(4)利用提取的幅相特性对各极化通道进行补偿处理
5)分别对sij(ω)和s2ij(ω)做逆傅里叶变换得到宽带幅相校准前后的一维距离像, sij(t)=IFFT(sij(ω)),s2ij(t)=IFFT(s2ij(ω)),如图4、图5所示,幅相校准后目标的一维距离像质量明显改善。
其中,sij(ω),s2ij(ω)分别表示校准前和校准后的回波数据,sij(t),s2ij(t)分别表示校准前和校准后的一维距离像,i=H,V;j=H,V。
以上所述,仅为本发明最佳的具体实施方式,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,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
Claims (10)
1.一种宽带全极化雷达幅相校准方法,其特征在于,该方法步骤如下:
步骤1、雷达同极化通道宽带幅相特性获取
步骤1.1、雷达HH极化通道宽带幅相特性获取;
步骤1.2、雷达VV极化通道宽带幅相特性获取;
步骤2、目标模拟器宽带幅相特性获取
步骤2.1、将宽带全极化雷达设置为HH或VV接收工作模式;
步骤2.2、录取目标模拟器HH模式或VV模式的回波数据;
步骤2.3、获取雷达和目标模拟器级联的HH通道或VV通道幅度误差;
步骤2.4、获取雷达和目标模拟器级联的HH通道或VV通道相位误差;
步骤2.5、利用步骤1中获取的雷达HH通道或VV通道的幅度误差,提取目标模拟器的幅度误差;
步骤2.6、利用步骤1中获取的雷达HH通道或VV通道的相位误差,提取目标模拟器的相位误差;
步骤3、雷达交叉极化通道宽带幅相特性获取
步骤3.1、将宽带全极化雷达设置为HV的工作模式;
步骤3.2、录取目标模拟器HV模式的回波数据;
步骤3.3、获取雷达和目标模拟器级联的HV通道幅度误差;
步骤3.4、获取雷达和目标模拟器级联的HV通道相位误差;
步骤3.5、利用步骤2中获取的目标模拟器的幅度误差,提取雷达HV通道的幅度误差;
步骤3.6、利用步骤2中获取的目标模拟器的相位误差,提取雷达HV通道的相位误差;
步骤3.7、将宽带全极化雷达设置为VH的工作模式;
步骤3.8、录取目标模拟器VH模式的回波数据;
步骤3.9、获取雷达和目标模拟器级联的VH通道幅度误差;
步骤3.10、获取雷达和目标模拟器级联的VH通道相位误差;
步骤3.11、利用步骤2中获取的目标模拟器的幅度误差,提取雷达VH通道的幅度误差;
步骤3.12、利用步骤2中获取的目标模拟器的相位误差,提取雷达VH通道的相位误差;
步骤4、利用提取的幅相特性对各极化通道进行补偿处理
步骤4.1、利用步骤1得到的雷达HH通道的幅相特性对HH通道回波数据的幅相特性进行补偿;
步骤4.2、利用步骤1得到的雷达VV通道的幅相特性对VV通道回波数据的幅相特性进行补偿;
步骤4.3、利用步骤3得到的雷达HV通道的幅相特性对HV通道回波数据的幅相特性进行补偿;
步骤4.4、利用步骤3得到的雷达VH通道的幅相特性对VH通道回波数据的幅相特性进行补偿;
步骤4.5、分别对校准前和校准后的回波数据做逆傅里叶变换得到宽带幅相校准前后的一维距离像。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,步骤4.1、利用步骤1得到的雷达HH通道的幅相特性对HH通道回波数据的幅相特性进行补偿为
步骤4.2中,利用步骤1得到的雷达VV通道的幅相特性对VV通道回波数据的幅相特性进行补偿
步骤4.3中,利用步骤3得到的雷达HV通道的幅相特性对HV通道回波数据的幅相特性进行补偿
步骤4.4中,利用步骤3得到的雷达VH通道的幅相特性对VH通道回波数据的幅相特性进行补偿
步骤4.5中,分别对校准前和校准后的回波数据做逆傅里叶变换得到宽带幅相校准前后的一维距离像
sij(t)=IFFT(sij(ω)),s2ij(t)=IFFT(s2ij(ω));
其中,sij(ω),s2ij(ω)分别表示校准前和校准后的回波数据,sij(t),s2ij(t)分别表示校准前和校准后的一维距离像,i=H,V;j=H,V。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111606553.8A CN114355302B (zh) | 2021-12-26 | 2021-12-26 | 一种宽带全极化雷达幅相校准方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111606553.8A CN114355302B (zh) | 2021-12-26 | 2021-12-26 | 一种宽带全极化雷达幅相校准方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114355302A true CN114355302A (zh) | 2022-04-15 |
CN114355302B CN114355302B (zh) | 2024-02-27 |
Family
ID=81100512
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111606553.8A Active CN114355302B (zh) | 2021-12-26 | 2021-12-26 | 一种宽带全极化雷达幅相校准方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114355302B (zh) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110175771A1 (en) * | 2007-05-08 | 2011-07-21 | Raney Russell K | Synthetic Aperture Radar Hybrid-Quadrature-Polarity Method and Architecture for Obtaining the Stokes Parameters of Radar Backscatter |
CN104360331A (zh) * | 2014-12-11 | 2015-02-18 | 南京长峰航天电子科技有限公司 | 一种宽带雷达目标极化特性的模拟方法 |
CN107465447A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-12-12 | 合肥若森智能科技有限公司 | 正交线极化信号的数字基带实时自适应匹配接收方法 |
CN108646246A (zh) * | 2018-05-03 | 2018-10-12 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种基于ppmf的脉内分时极化isar融合成像方法 |
CN110031809A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-07-19 | 北京电子工程总体研究所 | 一种雷达多接收通道幅相一致性标校方法和可读存储介质 |
CN110554366A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-12-10 | 北京电子工程总体研究所 | 一种导引头幅相一致性自动校准方法和装置 |
CN111123215A (zh) * | 2019-11-11 | 2020-05-08 | 南京长峰航天电子科技有限公司 | 一种基于多通道的全极化目标实现***及方法 |
-
2021
- 2021-12-26 CN CN202111606553.8A patent/CN114355302B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110175771A1 (en) * | 2007-05-08 | 2011-07-21 | Raney Russell K | Synthetic Aperture Radar Hybrid-Quadrature-Polarity Method and Architecture for Obtaining the Stokes Parameters of Radar Backscatter |
CN104360331A (zh) * | 2014-12-11 | 2015-02-18 | 南京长峰航天电子科技有限公司 | 一种宽带雷达目标极化特性的模拟方法 |
CN107465447A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-12-12 | 合肥若森智能科技有限公司 | 正交线极化信号的数字基带实时自适应匹配接收方法 |
CN108646246A (zh) * | 2018-05-03 | 2018-10-12 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种基于ppmf的脉内分时极化isar融合成像方法 |
CN110031809A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-07-19 | 北京电子工程总体研究所 | 一种雷达多接收通道幅相一致性标校方法和可读存储介质 |
CN110554366A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-12-10 | 北京电子工程总体研究所 | 一种导引头幅相一致性自动校准方法和装置 |
CN111123215A (zh) * | 2019-11-11 | 2020-05-08 | 南京长峰航天电子科技有限公司 | 一种基于多通道的全极化目标实现***及方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
周以国等: "宽带有源相控阵天线全局优化的校准方法", 《2017年全国天线年会论文集(上册)》, pages 591 - 594 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114355302B (zh) | 2024-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104931967B (zh) | 一种改进的高分辨率sar成像自聚焦方法 | |
CN111596145B (zh) | 一种相控阵发射校准装置和方法 | |
CN105158759B (zh) | 基于杂波相消的hrws sar通道相位偏差校正方法 | |
CN110609273B (zh) | 基于多特显点目标的宽带mimo成像雷达阵列误差补偿方法 | |
CN113078939B (zh) | 一种通信卫星多波束指向标校测量误差估计方法 | |
CN108427104B (zh) | 一种全极化多输入多输出合成孔径雷达(fp-mimo-sar)的极化校准方法 | |
CN112485795A (zh) | 方位多通道sar***通道间相位偏差校正方法和*** | |
CN108226925A (zh) | 一种适用于弹载大前斜视时变参数sar的重叠子孔径算法 | |
CN102759734B (zh) | 一种用于高分辨率星载sar的改进距离徙动校正算法的成像方法 | |
Wollstadt et al. | Scalloping correction in TOPS imaging mode SAR data | |
Li et al. | Software-defined calibration for FMCW phased-array radar | |
CN110703219B (zh) | 一种多发多收近场直线阵列获取目标远场rcs的方法 | |
CN103645466A (zh) | 一种基于平台姿态时变性补偿的极化定标方法 | |
CN107132511B (zh) | 一种精确的雷达线性调频源预失真方法 | |
CN114355302A (zh) | 一种宽带全极化雷达幅相校准方法 | |
CN106814339A (zh) | 相位信息获取方法、***及磁共振成像*** | |
CN111007505A (zh) | 一种基于零陷估计的距离通道相位偏差估计方法及*** | |
CN113960598B (zh) | 时频尺度变换的曲线轨迹双基前视sar成像方法 | |
CN115718283A (zh) | 一种基于级联毫米波雷达的mimo近场成像相位校正优化的方法 | |
CN110174639B (zh) | 一种准确提取干涉仪天线阵列单元相位中心的方法 | |
CN107290747B (zh) | 一种大前斜视合成孔径雷达成像方法 | |
CN105425237B (zh) | 基于样本挑选的多通道合成孔径雷达***通道均衡方法 | |
CN111983575A (zh) | 一种有源和无源融合定标方法及装置 | |
CN110988786A (zh) | 一种阵列测向校准方法 | |
Shang et al. | A New Method of Terahertz Radar Calibration for Low SNR Signals |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |