基于Legendre正交分解的曲线运动轨迹SAR波数域成像方法.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CN110208799A(43)申请公布日2019.09.06(21)申请号201910532852.8(22)申请日2019.06.19(71)申请人华侨大学地址362000福建省泉州市丰泽区城东城华北路269号(72)发明人谭鸽伟孟亭亭潘光武(74)专利代理机构厦门市首创君合专利事务所有限公司35204代理人张松亭李艾华(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)G01S13/89(2006.01)G01S7/41(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图5页(54)发明名称基于Legendre正交分解的曲线运动轨迹SAR波数域成像方法(57)摘要本发明涉及一种基于Legendre正交分解的曲线运动轨迹SAR波数域成像方法，包括：利用三维速度和三维加速度构造曲线运动轨迹模式下的斜距历程表达式；对构造的斜距历程表达式进行多项式展开，保留到四阶；将斜距对应的SAR回波信号变换到二维频域得到二维频谱；利用Legendre正交多项式对所述二维频谱关于距离向频率进行展开，保留到三阶；依据基于Legendre展开的二维频谱进行相位补偿，并完成距离徙动校正和距离向聚焦；在距离-多普勒域进行方位压缩，变换到二维时域得到聚焦图像。本发明能够解决场景边缘处的目标成像模糊问题。CN110208799ACN110208799A权利要求书1/3页1.一种基于Legendre正交分解的曲线运动轨迹SAR波数域成像方法，其特征在于，包括：利用三维速度和三维加速度构造曲线运动轨迹模式下的斜距历程表达式；对构造的斜距历程表达式进行多项式展开，保留到四阶；将斜距对应的SAR回波信号变换到二维频域得到二维频谱；利用Legendre正交多项式对所述二维频谱关于距离向频率进行展开，保留到三阶；依据基于Legendre展开的二维频谱进行相位补偿，并完成距离徙动校正和距离向聚焦；在距离-多普勒域进行方位压缩，变换到二维时域得到聚焦图像。2.根据权利要求1所述的基于Legendre正交分解的曲线运动轨迹SAR波数域成像方法，其特征在于，利用三维速度和三维加速度构造曲线运动轨迹模式下的斜距历程表达式步骤中，所述斜距历程表达式表示如下：其中，vx、vy和vz是平台的三维速度，ax、ay和az是三维加速度，(Xs,Ys,0)是目标位置，Hs是雷达的初始飞行高度，tν是方位向时间。3.根据权利要求2所述的基于Legendre正交分解的曲线运动轨迹SAR波数域成像方法，其特征在于，对构造的斜距历程表达式进行多项式展开，保留到四阶步骤中，得到的斜距历程表达式表示如下：其中，tν是方位向时间，Rs是参考距离，β1为距离走动项系数，β2为距离弯曲项系数，β3和β4为高阶相位项系数。4.根据权利要求3所述的基于Legendre正交分解的曲线运动轨迹SAR波数域成像方法，其特征在于，将斜距对应的SAR回波信号变换到二维频域得到二维频谱步骤中，所述二维频谱表示如下：S(fr,fν)＝Ur(fr)Uν(fν)exp(jΦ(fr,fν))其中，fr为距离向频率，fν是方位向频率，Ur(fr)是距离向谱包络，Uν(fν)是方位向谱包络，Φ(fr,fν)是二维频谱的相位，j是虚数单位；二维频谱的相位表示如下：其中，δ0＝2β0，δ1＝2β1，δ2＝2β2，δ3＝2β3，δ4＝2β4，Kr是发射信号的调频斜率，c是波速，fc为载波频率。5.根据权利要求4所述的基于Legendre正交分解的曲线运动轨迹SAR波数域成像方法，其特征在于，利用Legendre正交多项式对所述二维频谱关于距离向频率进行展开，保留到2CN110208799A权利要求书2/3页三阶，具体包括：将二维频谱表达式分成二维非耦合项和二维耦合项，所述二维耦合项表示如下：其中，令y∈[-1,1]，得到：其中，Br是发射信号的带宽；将二维耦合项展开成关于距离向频率的Legendre正交多项式，得到：Φcou，L(y,fν)＝2π[χ0P0(y)+χ1P1(y)+χ2P2(y)+χ3P3(y)]其中，Legendre多项式系数为i＝0,1,2,3，基函数分别为P0(y)＝1，P1(y)＝y，将fr代入表达式，并重写二维频谱的相位，如下：其中，第一项是固定相位项，第二项是关于fν的方位向频率调制项，第三项是关于fr的一次式即距离徙动项，第四项是关于的距离压缩及二次距离压缩项，第五项是信号距离向调频率的斜率，即二维高阶耦合项。6.根据权利要求5所述的基于Legendre正交分解的曲线运动轨迹SAR波数域成像方法，其特征在于，依据基于Legendre展开的二维频谱进行相位补偿，并完成距离徙动校正和距离向聚焦，具体包括：在二维频域中进行固定相位项补偿，相应的相