利用发射泄露对太赫兹fmcw成像雷达实时校正的方法

利用发射泄露对太赫兹fmcw成像雷达实时校正的方法
【专利摘要】本发明提出了利用发射泄露对太赫兹FMCW成像雷达实时校正的方法，利用对FMCW成像雷达系统不利但又难以消除的发射泄露信号进行收发信道进行校正，变不利为有利，校正可以对每个脉冲实时完成，能做到实时校正，不需要多长时间预热，并且校正率较高。
【专利说明】利用发射泄露对太赫兹FMCW成像雷达实时校正的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太赫兹雷达与成像技术，具体是一种利用发射泄露对太赫兹FMCW成像雷达实时校正的方法。
【背景技术】
[0002]太赫兹FMCW雷达由于其超高的成像分辨力而得到广泛的关注，然而，由于经过多次倍频和放大，这些器件的非线性会使雷达发射支路的调频连续波信号及接收支路混频器的本振信号都发生畸变，形成幅度和相位调制，分别用dj(t)和A(t)来表示，他们的存在会影响信号带内平坦度和与频率有关的相位延迟。
[0003]发射和本振信号的相位和幅度调制也会被引入到中频信号，因此，一个单一目标的检测信号不再是理想的正弦波，而是变为:
[0004]
【权利要求】
1.利用发射泄露对太赫兹FMCW成像雷达实时校正的方法，其特征在于:发射信号经发射天线的旁瓣耦合到接收天线的旁瓣上，发射信号被接收天线收集，耦合到接收机的发射信号会在FMCW雷达的中频上产生一个频率为Dfiro = 2KR0/c的频移，其中，为设定的发射天线到接收天线电磁波的传播路径长度，Dfira为耦合产生的中频偏移频率，K为调频斜率，c为电磁波传播速度；同时，发射信号照射到距离为R的被测目标上经目标散射的回波信号也被接收天线收集，同样在会中频上产生一个频率为DfIF = 2KR/c的频移，其中DfIF为目标产生的中频偏移频率，R为被测成像目标与雷达的中心距离； 当R>>Rq时，DfIF>>DfIFQ，故在频域上，耦合产生的中频偏移频率Df-和目标产生的中频偏移频率DfIF通过滤波实现分离，从而分别获得耦合信号产生的中频信号Stl(LRtl)和由于目标散射产生的回波中频信号S(t，R)，中频信号Stl(LRtl)和回波中频信号S(t，R)均为1、Q两路复信号，计算S (t, R) /S0 (t, R0)，获得校正后的目标回波信号Sif (t, R，)= S (t, R) /StlU, Rtl),从而完成对收发信道非线性的实时校正；其中，t为时间，R’为经过校正后计算获得的目标距离，目标实际距离R = R’ +R。。
2.根据权利要求1所述的利用发射泄露对太赫兹FMCW成像雷达实时校正的方法，其特征在于具体处理流程如下: A.FMCff雷达开机并发射太赫兹信号，照射被成像目标； B.对信号处理单元中A/D采集每个脉冲得到的中频信号，进行N点复数的快速傅里叶变换得到中频信号频谱H(f)； C.取出中频信号频谱H(f)中频率范围在[O，f0]U [ (fs-f0), fj范围内的信号，其中DfIF0<f0<DfIF,获得泄 产生的频谱Heo(f)，即将H(f)频谱中f0~(fs-f0)部分的频谱值置O得到Hkci(f)，其中，fs为信号处理系统采样率，&为分离低通滤波器的截止频率，
，其大小可根据收发天线的距离和目标的位置进行选取，具体方法为:根据雷达调频斜率参数K和收发天线距离估算DfIKI，根据雷达调频斜率参数K和目标位置R估算DfIF，f0取两者之间的值均可，简便起见，可取& = (DfIF+DfIF0)/2 ； D.取出H(f)频谱中频率范围在区间[&，(fs-f0)]内的频谱值，H(f)频谱中其余部分置O得到目标回波产生的频谱Hk (f)； E.分别对泄露产生的频谱Hki(f)和目标回波产生的频谱Hk (f)进行N点逆快速傅里叶变换得到耦合信号产生的中频信号Stl(LRtl)和目标散射产生的回波中频信号S(t，R)； F.计算5匕1?)/\匕10，获得校正后的目标回波信号Sif(t，R’)=S(t，R)/S0(t，R0)； G.利用校正后的数据SIF(t，R’)完成成像，目标上散射点的相对位置不变，距离雷达的位置通过R = R’ +Rtl完成补偿。
【文档编号】G01S7/40GK104020454SQ201410095062
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2014年3月14日
【发明者】成彬彬, 江舸, 邓贤进, 张健 申请人:中国工程物理研究院电子工程研究所