雷达信号处理案件的分析

雷达信号处理案件的分析

王琳琳

摘  要：雷达信号处理案件存在其固有的特点，存在技术方案晦涩难懂，理解困难的问题，在审查时易出现偏差的问题，需要花更多时间检索背景技术，能够更精准理解发明。

关键词：雷达；检索；理解

一、概论

雷达信号处理是指对观测到的信号进行分析、变换、综合等处理，以达到抑制干扰、杂波等非期望信号，增强有用信号，并估计有用信号的特征参数，或是将信号变成某种更符合要求的形式。雷达信号处理的相关案件存在技术方案理解困难，由此会引起审查不精准，对于这种类型案件，应该用更多时间检索背景技术，易于更通透的理解发明，从而能够更准确的判断走向。

二、相关案例

【案件信息】

申请号：201410379642.7

发明名称：基于单片FPGA的Chirp Scaling成像方法

申请人：北京理工大学

【权利要求】

1. 一种基于单片FPGA的Chirp Scaling成像方法，其特征在于，具体步骤为：

步骤一：在一片FPGA上构建FFT运算模块、多普勒中心频率估计和拟合模块、多普勒调频斜率估计和拟合模块、参数解算模块、Chirp Scaling因子生成模块、距离向补偿因子生成模块、方位向补偿因子生成模块、复乘模块、数据转置模块、核心计算模块和图像量化模块；

步骤二：并行执行数据处理和Chirp Scaling因子生成：

数据处理为：FFT运算模块从回波数据中读取方位向回波数据，然后进行方位向定点FFT运算得到距离多普勒域的数据信号；

Chirp Scaling因子生成的过程为：

S101、多普勒中心频率估计和拟合模块接收回波数据，对回波数据进行自相关估计和最小二乘拟合，得到多普勒中心频率值；

S102、参数解算模块根据多普勒中心频率值计算补偿因子生成所需的参数；

S103、Chirp Scaling因子生成模块根据所述参数，计算Chirp Scaling因子；

步骤三、复乘模块对距离多普勒域的数据信号与Chirp Scaling因子进行复乘操作，完成第一次复乘操作；

步骤四：并行计算二维频域的信号数据和距离向补偿因子；

数据转置模块对第一次复乘操作得到的数据进行转置，FFT运算模块对转置后的数据进行距离向定点FFT运算，得到二维频域的信号数据；

距离向补偿因子生成模块根据所述参数，计算得到距离向补偿因子；

步骤五：复乘模块对二维频域的信号数据与距离向补偿因子进行复乘操作，完成第二次复乘操作；

步骤六：FFT运算模块对第二次复乘操作之后的数据进行距离向IFFT操作，得到距离多普勒域的数据信号；

步骤七：数据转置模块对距离多普勒域的数据信号进行转置，并将转置后的数据传输给所述多普勒调频斜率估计和拟合模块及所述复乘模块；多普勒调频斜率估计和拟合模块针对转置后的数据信号，利用杂波锁定自聚焦法估计多普勒调频斜率；

步骤八：方位向补偿因子生成模块根据所述参数和多普勒调频斜率，计算得到方位向补偿因子；

步骤九：复乘模块将得到的转置后的数据信号与方位向补偿因子进行复乘操作，完成第三次复乘操作；

步骤十：FFT运算模块对第三次复乘操作之后的数据进行方位向IFFT操作，得到二维时域的数据信号；量化模块对二维时域的数据信号进行量化，得到二维量化的SAR图像；

其中所述S102、S103、步骤四及步骤八的计算过程中，在执行需占用硬件资源较大的运算时，调用核心计算模块来实现。

【分析】

权利要求1请求保护一种基于单片FPGA的Chirp Scaling成像方法，对权利要求进行分析和充分理解后可以看出，权利要求1请求保护的技术方案实际上是将Chirp Scaling算法基本流程在FPGA上实现，审查员在理解发明的基础上通过检索得到了对比文件1（用FPGA实现星载SAR实时成像处理器的工程方法，熊君君等，《计算机工程》，第32卷第5期，2006年3月31日），其公开了与算法有关的大部分技术特征，但是未公开CS因子和方位向补偿因子的具体生成步骤。

分析Chirp Scaling算法可知，其实质正是利用CS因子改变LFM信号的相位特性，实现了对点目标距离徙动曲线的尺度变换，从而使徙动校正处理得以简化，最后利用方位向补偿因子完成方位压缩，因此，Chirp Scaling算法的实现过程必然要考虑CS因子和方位向补偿因子的生成步骤，而CS因子和方位向补偿因子通常是对多普勒参数估计来实现的，审查员在此基础上继续检索，得到了对比文件2（高效机载SAR实时成像处理系统设计，杨磊等，《电路与系统学报》，第18卷第1期，2013年2月28日），其公开了应用多普勒参数估计（包括多普勒中心估计和多普勒调频估计）实现对运动误差的拟合和估计，即公开了CS因子和方位向补偿因子的生成。

申请人接受了审查员的上述审查意见，并对权利要求进行了修改，最终使本发明得到了一个合理的保护范围。

三、总结与体会

雷达信号处理是指对观测到的信号进行分析、变换、综合等处理，以达到抑制干扰、杂波等非期望信号，增强有用信号，并估计有用信号的特征参数，或是将信号变成某种更符合要求的形式。雷达信号处理的相关案件存在技术方案理解困难，由此会引起审查不精准，对于这种类型案件，应该用更多时间检索背景技术，易于更通透的理解发明，从而能够更准确的判断走向。

参考文献

[1]《专利审查指南》，知识产权出版社，2010年1月第1版.