專(zhuān)利名稱(chēng)：一種合成孔徑雷達(dá)高速數(shù)據(jù)抽取的兩級(jí)濾波實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合成孔徑雷達(dá)(SAR)信號(hào)處理領(lǐng)域，尤其是一種合成孔徑雷達(dá)高速數(shù)據(jù)抽取的兩級(jí)濾波實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
合成孔徑雷達(dá)(SAR)是一種對(duì)地面目標(biāo)進(jìn)行成像觀(guān)測(cè)的微波遙感手段。具有能夠全天時(shí)全天候工作的優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于國(guó)防、自然資源勘探、災(zāi)害監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。實(shí)時(shí)成像處理器通過(guò)對(duì)SAR系統(tǒng)采集到的目標(biāo)回波信號(hào)進(jìn)行處理實(shí)時(shí)形成雷達(dá)圖像，對(duì)于具有時(shí)效性要求的應(yīng)用而言是SAR系統(tǒng)必不可少的重要組成部分。在通常的機(jī)載SAR系統(tǒng)中，獲取接收信號(hào)的方法是先進(jìn)行模擬濾波，然后進(jìn)行AD采樣，之后進(jìn)行距離壓縮等處理。當(dāng)根據(jù)需要改變成像模式時(shí)，涉及到改變模擬濾波器帶寬等雷達(dá)硬件設(shè)備，帶來(lái)了雷達(dá)設(shè)備復(fù)雜、 缺少靈活性等問(wèn)題。隨著數(shù)字芯片和電路技術(shù)的發(fā)展、AD采樣速率的提高，可以采用數(shù)字濾波器將AD采樣后的數(shù)據(jù)直接進(jìn)行數(shù)字濾波的方法來(lái)代替模擬濾波器，從而大大提高系統(tǒng)的靈活性和易用性，降低系統(tǒng)復(fù)雜度。傳統(tǒng)的SAR實(shí)時(shí)成像處理器中，考慮到運(yùn)算和緩存量的限制，濾波器階數(shù)的選擇一般都會(huì)比較適中。一方面，階數(shù)不能過(guò)大，以免增加過(guò)多的計(jì)算量和數(shù)據(jù)緩存量；另一方面，還要在有限的階數(shù)條件下，設(shè)計(jì)盡可能優(yōu)化的濾波器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種合成孔徑雷達(dá)高速數(shù)據(jù)抽取的兩級(jí)濾波實(shí)現(xiàn)方法，以實(shí)現(xiàn)合成孔徑雷達(dá)距離壓縮處理快速、靈活、高效的要求。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的合成孔徑雷達(dá)高速數(shù)據(jù)抽取的兩級(jí)濾波實(shí)現(xiàn)方法，其主要步驟為1)按照合成孔徑雷達(dá)成像參數(shù)要求、實(shí)時(shí)處理器的處理時(shí)間及數(shù)據(jù)量大小的要求設(shè)置濾波器的階數(shù)；2)按照設(shè)置好的階數(shù)選擇相應(yīng)的濾波器；3)對(duì)經(jīng)過(guò)采樣后的接收信號(hào)進(jìn)行預(yù)濾波；4)對(duì)預(yù)濾波后的數(shù)據(jù)進(jìn)行抽??；5)對(duì)于抽取后的數(shù)據(jù)進(jìn)行高性能濾波；6)對(duì)濾波后的數(shù)據(jù)進(jìn)行距離向壓縮；上述步驟1中，還包括假設(shè)實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)要求的預(yù)濾波總時(shí)間不能超過(guò)T，而濾波器每增加一階所需多消耗的計(jì)算時(shí)間為N，則預(yù)濾波器的階數(shù)不能超過(guò)T/N。上述步驟2中，還包括根據(jù)對(duì)濾波器類(lèi)型的要求、對(duì)濾波器截止頻率的要求、對(duì)濾波器階數(shù)的要求、對(duì)濾波器的通帶起伏以及阻帶衰減的要求，選擇響應(yīng)的頻域?yàn)V波器。上述步驟3中，還包括假設(shè)距離向的采樣間隔為八^每次回波用！^?。“恕穪?lái)表示，用y(mAx)表示濾波器的系數(shù)，則預(yù)處理濾波器的輸出為
權(quán)利要求
1.一種合成孔徑雷達(dá)高速數(shù)據(jù)抽取的兩級(jí)濾波實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，該方法包括1)按照合成孔徑雷達(dá)成像參數(shù)要求、實(shí)時(shí)處理器的處理時(shí)間及數(shù)據(jù)量大小的要求設(shè)置濾波器的階數(shù)；2)按照設(shè)置好的階數(shù)選擇相應(yīng)的濾波器；3)對(duì)經(jīng)過(guò)采樣后的接收信號(hào)進(jìn)行預(yù)濾波；4)對(duì)預(yù)濾波后的數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取；5)對(duì)于抽取后的數(shù)據(jù)進(jìn)行高性能濾波；6)對(duì)濾波后的數(shù)據(jù)進(jìn)行距離向壓縮；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成孔徑雷達(dá)高速數(shù)據(jù)抽取的兩級(jí)濾波實(shí)現(xiàn)方法，其中，步驟1包括實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)要求的預(yù)濾波總時(shí)間不超過(guò)T，濾波器每增加一階所需多消耗的計(jì)算時(shí)間為N，則預(yù)濾波器的階數(shù)不能超過(guò)T/N。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成孔徑雷達(dá)高速數(shù)據(jù)抽取的兩級(jí)濾波實(shí)現(xiàn)方法，其中，步驟2包括按照合成孔徑雷達(dá)成像參數(shù)對(duì)濾波器類(lèi)型的要求、對(duì)濾波器截止頻率的要求、對(duì)濾波器階數(shù)的要求、對(duì)濾波器的通帶起伏以及阻帶衰減的要求，選擇相應(yīng)的濾波器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成孔徑雷達(dá)高速數(shù)據(jù)抽取的兩級(jí)濾波實(shí)現(xiàn)方法，其中，步驟3包括假設(shè)距離向的采樣間隔為△x，每次回波用r(n△Xx)來(lái)表示，用y(m△x)表示濾波器的系數(shù)，則預(yù)處理濾波器的輸出為
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成孔徑雷達(dá)高速數(shù)據(jù)抽取的兩級(jí)濾波實(shí)現(xiàn)方法，其中，步驟4包括在得到的預(yù)濾波后，通過(guò)對(duì)信號(hào)進(jìn)行抽取的方法進(jìn)行降采樣，得到降采樣信號(hào) q(ny Δχ)，其中Υ為降采樣系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成孔徑雷達(dá)高速數(shù)據(jù)抽取的兩級(jí)濾波實(shí)現(xiàn)方法，其中，步驟5包括對(duì)數(shù)據(jù)量減小后的離散信號(hào)，選擇高階的濾波器進(jìn)行再次濾波，提取有效信號(hào)，為后續(xù)處理提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成孔徑雷達(dá)高速數(shù)據(jù)抽取的兩級(jí)濾波實(shí)現(xiàn)方法，其中，步驟6包括根據(jù)雷達(dá)數(shù)據(jù)的獲取方式以及飛行參數(shù)，繼續(xù)進(jìn)行距離向的濾波處理。
全文摘要
一種合成孔徑雷達(dá)高速數(shù)據(jù)抽取的兩級(jí)濾波實(shí)現(xiàn)方法，包括按照合成孔徑雷達(dá)成像參數(shù)要求、實(shí)時(shí)處理器的處理時(shí)間及數(shù)據(jù)量大小的要求設(shè)置濾波器的階數(shù)，按照設(shè)置好的階數(shù)選擇適合的濾波器，對(duì)經(jīng)過(guò)采樣后的接收信號(hào)進(jìn)行預(yù)濾波，對(duì)預(yù)濾波后的數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取，對(duì)于抽取后的數(shù)據(jù)進(jìn)行高性能濾波，進(jìn)行距離壓縮。利用本發(fā)明，通過(guò)降低濾波器的階數(shù)，能夠降低數(shù)據(jù)量和處理時(shí)間，并且利用數(shù)字濾波器代替模擬濾波器，大大提高系統(tǒng)的靈活性和方便性。
文檔編號(hào)G01S13/90GK102565773SQ201010615038
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者劉暢, 李亞柯, 王巖飛 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所