一种中轨道星载SAR的地面运动目标成像方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112748431A(43)申请公布日2021.05.04(21)申请号202011559347.1(22)申请日2020.12.25(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人李永康王丰康璐霍甜宇(74)专利代理机构西北工业大学专利中心61204代理人刘新琼(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)G01S7/41(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图3页(54)发明名称一种中轨道星载SAR的地面运动目标成像方法(57)摘要本发明涉及一种中轨道星载SAR的地面运动目标成像方法，属于合成孔径雷达SAR成像技术领域。包括以下步骤1)将中轨道星载SAR接收到的目标原始回波信号变换到二维频域；2)在二维频域构造距离徙动校正滤波器，与二维频域中的原始回波信号相乘，达到距离压缩和距离徙动校正的目的；3)对距离压缩和距离徙动校正后的目标回波信号进行距离向逆傅里叶变换，将目标回波信号变换到距离多普勒域；4)在距离多普勒域构造方位压缩滤波器，与距离多普勒域中的目标回波信号相乘，达到方位压缩的目的；5)对方位压缩后的目标回波信号进行方位向逆傅里叶变换，完成地面运动目标成像。本发明方法不需要知道目标的运动参数，并且能同时对多个慢速运动目标进行初步聚焦。CN112748431ACN112748431A权利要求书1/2页1.一种中轨道星载SAR的地面运动目标成像方法，其特征在于步骤如下：步骤1：通过对中轨道星载SAR接收到的地面运动目标原始回波信号进行距离向和方位向傅里叶变换，将原始回波信号变换到二维频域中；步骤2：在二维频域构造距离徙动校正滤波器，通过与二维频域中的目标回波信号相乘，达到距离压缩和距离徙动校正的目的，得到距离压缩和距离徙动校正后的目标回波信号；2a)不存在多普勒模糊的慢速目标的二维频域回波信号S(fa,fr)的表达式为：其中，c为光速，fa为多普勒频率，fc为雷达发射信号的载频，fr为距离频率；Wr(fr)是目标信号距离频谱的包络，Wa(fa)是目标信号方位频谱的包络；R0,l1,l2分别是距离方程二阶泰勒展开式的常数项、一阶系数和二阶系数，Kr为雷达发射的线性调频信号的调频率，tac是雷达波束中心穿越目标的时刻；在二维频域构造如下距离压缩滤波器，实现距离压缩和距离徙动校正：其中rs0是tac＝0时刻卫星到观测场景中心的距离，ve是雷达的等效速度，vsr0是tac＝0时刻卫星的速度在径向方向的投影；2b)将二维频域的目标回波信号S(fa,fr)与距离徙动校正滤波器Hrcmc(fa,fr)相乘，达到距离压缩和距离徙动校正的目的：其中，Sr(fa,fr)为距离徙动校正后的目标信号；步骤3：对距离徙动校正后的目标信号进行距离向逆傅里叶变换，将距离徙动校正后的目标信号变换到距离多普勒域，得到距离多普勒域目标回波信号；对Sr(fa,fr)进行距离向逆傅里叶变换，并忽略残余距离徙动，得到距离匹配滤波后距离多普勒域目标回波信号的表达式：其中，c为光速，tr为快时间，pr(tr)为距离冲激响应函数；2CN112748431A权利要求书2/2页步骤4：在距离多普勒域构造方位压缩滤波器，通过与距离多普勒域中的目标回波信号相乘，达到方位压缩的目的，得到方位匹配滤波后的目标回波信号；4a)在距离多普勒域构造如下方位压缩滤波器实现方位压缩：其中4b)将距离多普勒域目标回波信号与构造的方位压缩滤波器相乘，达到方位压缩的目的：步骤5：对方位压缩后的目标回波信号进行方位向逆傅里叶变换，完成地面运动目标成像。3CN112748431A说明书1/9页一种中轨道星载SAR的地面运动目标成像方法技术领域[0001]本发明属于合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar,SAR)成像技术领域，主要内容是提出了一种中轨道星载SAR的地面运动目标成像方法，用于中轨道星载SAR对地面运动目标进行成像。背景技术[0002]合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar,SAR)是一种高分辨率成像雷达，合成孔径雷达的特点是分辨率高，能全天时、全天候工作，因此在民用领域发挥着重要作用。其中，地面运动目标成像作为合成孔径雷达的重要研究方向，一直受到广泛的关注与重视。中轨道星载SAR泛指轨道高度在两千公里到两万公里之间的星载SAR，是下一代高性能星载SAR的重要发展方向之一。由于轨道高度较高，与传统低轨道星载SAR相比，中轨道星载SAR具有波束覆盖范围广、重访周期短、抗摧毁能力强等优点，中轨道星载SAR因而适合用来执行地面运动目标指示(groundmovingtargetindication，GMTI)任务，中轨道星载多通道