利用發(fā)射泄露對太赫茲fmcw成像雷達實時校正的方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了利用發(fā)射泄露對太赫茲FMCW成像雷達實時校正的方法，利用對FMCW成像雷達系統(tǒng)不利但又難以消除的發(fā)射泄露信號進行收發(fā)信道進行校正，變不利為有利，校正可以對每個脈沖實時完成，能做到實時校正，不需要多長時間預(yù)熱，并且校正率較高。
【專利說明】利用發(fā)射泄露對太赫茲FMCW成像雷達實時校正的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太赫茲雷達與成像技術(shù)，具體是一種利用發(fā)射泄露對太赫茲FMCW成像雷達實時校正的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]太赫茲FMCW雷達由于其超高的成像分辨力而得到廣泛的關(guān)注，然而，由于經(jīng)過多次倍頻和放大，這些器件的非線性會使雷達發(fā)射支路的調(diào)頻連續(xù)波信號及接收支路混頻器的本振信號都發(fā)生畸變，形成幅度和相位調(diào)制，分別用dj(t)和A(t)來表示，他們的存在會影響信號帶內(nèi)平坦度和與頻率有關(guān)的相位延遲。
[0003]發(fā)射和本振信號的相位和幅度調(diào)制也會被引入到中頻信號，因此，一個單一目標的檢測信號不再是理想的正弦波，而是變?yōu)?
[0004]
【權(quán)利要求】
1.利用發(fā)射泄露對太赫茲FMCW成像雷達實時校正的方法，其特征在于:發(fā)射信號經(jīng)發(fā)射天線的旁瓣耦合到接收天線的旁瓣上，發(fā)射信號被接收天線收集，耦合到接收機的發(fā)射信號會在FMCW雷達的中頻上產(chǎn)生一個頻率為Dfiro = 2KR0/c的頻移，其中，為設(shè)定的發(fā)射天線到接收天線電磁波的傳播路徑長度，Dfira為耦合產(chǎn)生的中頻偏移頻率，K為調(diào)頻斜率，c為電磁波傳播速度；同時，發(fā)射信號照射到距離為R的被測目標上經(jīng)目標散射的回波信號也被接收天線收集，同樣在會中頻上產(chǎn)生一個頻率為DfIF = 2KR/c的頻移，其中DfIF為目標產(chǎn)生的中頻偏移頻率，R為被測成像目標與雷達的中心距離； 當R>>Rq時，DfIF>>DfIFQ，故在頻域上，耦合產(chǎn)生的中頻偏移頻率Df-和目標產(chǎn)生的中頻偏移頻率DfIF通過濾波實現(xiàn)分離，從而分別獲得耦合信號產(chǎn)生的中頻信號Stl(LRtl)和由于目標散射產(chǎn)生的回波中頻信號S(t，R)，中頻信號Stl(LRtl)和回波中頻信號S(t，R)均為1、Q兩路復信號，計算S (t, R) /S0 (t, R0)，獲得校正后的目標回波信號Sif (t, R，)= S (t, R) /StlU, Rtl),從而完成對收發(fā)信道非線性的實時校正；其中，t為時間，R’為經(jīng)過校正后計算獲得的目標距離，目標實際距離R = R’ +R。。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用發(fā)射泄露對太赫茲FMCW成像雷達實時校正的方法，其特征在于具體處理流程如下: A.FMCff雷達開機并發(fā)射太赫茲信號，照射被成像目標； B.對信號處理單元中A/D采集每個脈沖得到的中頻信號，進行N點復數(shù)的快速傅里葉變換得到中頻信號頻譜H(f)； C.取出中頻信號頻譜H(f)中頻率范圍在[O，f0]U [ (fs-f0), fj范圍內(nèi)的信號，其中DfIF0<f0<DfIF,獲得泄 產(chǎn)生的頻譜Heo(f)，即將H(f)頻譜中f0~(fs-f0)部分的頻譜值置O得到Hkci(f)，其中，fs為信號處理系統(tǒng)采樣率，&為分離低通濾波器的截止頻率，
，其大小可根據(jù)收發(fā)天線的距離和目標的位置進行選取，具體方法為:根據(jù)雷達調(diào)頻斜率參數(shù)K和收發(fā)天線距離估算DfIKI，根據(jù)雷達調(diào)頻斜率參數(shù)K和目標位置R估算DfIF，f0取兩者之間的值均可，簡便起見，可取& = (DfIF+DfIF0)/2 ； D.取出H(f)頻譜中頻率范圍在區(qū)間[&，(fs-f0)]內(nèi)的頻譜值，H(f)頻譜中其余部分置O得到目標回波產(chǎn)生的頻譜Hk (f)； E.分別對泄露產(chǎn)生的頻譜Hki(f)和目標回波產(chǎn)生的頻譜Hk (f)進行N點逆快速傅里葉變換得到耦合信號產(chǎn)生的中頻信號Stl(LRtl)和目標散射產(chǎn)生的回波中頻信號S(t，R)； F.計算5匕1?)/\匕10，獲得校正后的目標回波信號Sif(t，R’)=S(t，R)/S0(t，R0)； G.利用校正后的數(shù)據(jù)SIF(t，R’)完成成像，目標上散射點的相對位置不變，距離雷達的位置通過R = R’ +Rtl完成補償。
【文檔編號】G01S7/40GK104020454SQ201410095062
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月14日
【發(fā)明者】成彬彬, 江舸, 鄧賢進, 張健 申請人:中國工程物理研究院電子工程研究所