一种多通道星载TOPSAR方位模糊度分析方法.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CN110501708A(43)申请公布日2019.11.26(21)申请号201910806544.X(22)申请日2019.08.29(71)申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号(72)发明人陈杰王亚敏杨威(74)专利代理机构北京格允知识产权代理有限公司11609代理人周娇娇(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图1页(54)发明名称一种多通道星载TOPSAR方位模糊度分析方法(57)摘要本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种多通道星载TOPSAR方位模糊度分析方法，该方法包括：获取天线和系统参数；根据天线和系统参数计算多通道TOPSAR方位向处理信号带宽；将方位扫描角分为N份，计算每份方位扫描角度对应的多普勒中心频率；针对每一份方位扫描角度，利用上述参数及所得结果，计算其对应的方位向模糊度，得到N份方位扫描角分别对应的方位向模糊度。利用本发明可以精确地计算不同方位波束旋转角下的方位模糊度，优化系统总体设计，为后续TOPSAR数据处理奠定基础。CN110501708ACN110501708A权利要求书1/2页1.一种多通道星载TOPSAR方位模糊度分析方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、获取天线和系统参数；S2、根据天线和系统参数计算多通道TOPSAR方位向处理信号带宽；S3、将方位扫描角分为N份，计算每份方位扫描角度对应的多普勒中心频率；S4、针对一份方位扫描角度，计算各个接收通道的传递函数矩阵及对应主瓣区域内补偿矩阵；S5、结合该份方位扫描角度对应的多普勒中心频率，计算各个模糊区及非模糊区对应的方位离轴角；S6、根据各个模糊区及非模糊区对应的方位离轴角，计算发射天线和接收天线对应的天线方向图；S7、根据天线方向图和方位向处理信号带宽，计算非模糊区能量之和；S8、根据天线方向图和传递函数矩阵及对应主瓣区域内补偿矩阵，计算模糊区能量之和；S9、根据非模糊区能量之和、模糊区能量之和计算方位向模糊度；S10、对每一份方位扫描角度执行上述步骤S4至S9，计算N份方位扫描角对应的方位向模糊度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中获取的天线和系统参数包括：脉冲重复频率fprf，卫星速度Vs，多普勒中心频率fd，接收通道数K，接收通道相邻相位中心间距为d，发射天线长度LT，接收天线长度LR，信号波长λ，卫星高度H，地球半径Rg，方位向分辨率ρa，距离向一个子带中卫星驻留时间Td，方位扫描角度仿真中心时刻卫星到目标之间的距离Rst。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中计算方位向处理信号带宽包括：S2-1、根据天线和系统参数计算等效旋转点到卫星之间的距离；S2-2、根据等效旋转点到卫星之间的距离计算混合度因子；S2-3、根据混合度因子计算多通道TOPSAR方位向处理带宽。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中计算每份方位扫描角度对应的多普勒中心频率包括：S3-1、将整个方位扫描角度分为N份，计算相邻两份方位扫描角度的间隔；S3-2、根据相邻两份方位扫描角度的间隔，计算每份方位扫描角度对应的中心斜视角；S3-3、根据每份方位扫描角度对应的中心斜视角计算对应的多普勒中心频率。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中，针对一份方位扫描角度，设每个接收通道对应的单边方位模糊区个数为Nsin，总的模糊区个数为Nam＝K·Nsin，总的模糊区和非模糊区个数之和为Num＝2Nam+K；计算接收通道传递函数矩阵及对应主瓣区域内补偿矩阵包括：S4-1、计算各个接收通道与中心接收通道相比的方位时间延迟误差；S4-2、根据方位时间延迟误差计算不同非模糊接收通道的所有各个模糊区内的传递函数，得到对应的传递函数矩阵；2CN110501708A权利要求书2/2页S4-3、根据传递函数矩阵，计算对应主瓣区域内补偿矩阵。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S4-1中，对于接收通道k，与中心接收通道相比，方位向时间延迟的表达式为Tdelay(k)＝kd/Vs，对应的方位时间延迟误差的表达式为其中，代表向下取整。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S4-2中，计算不同非模糊接收通道k对应的所有各个模糊区内的传递函数时，传递函数的表达式为：其中i＝1,2...,Num；对应的传递函数矩阵的表达式为：所述步骤S4-3中，计算对应主瓣区域内补偿矩阵时，对传递函数矩阵中主瓣对应部分求逆，表达式为：8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤S6中计算发射天线和接收天线对应的天线方向图包括：S6-1、根据sinc函数、各个模糊区及