基于Relax算法的星载高分宽幅成像方法.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CN108845318A(43)申请公布日2018.11.20(21)申请号201810553217.3(22)申请日2018.05.31(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人闫贺王旭东张迪(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司32200代理人楼高潮(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)G01S7/41(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图10页(54)发明名称基于Relax算法的星载高分宽幅成像方法(57)摘要本发明公开了一种基于Relax算法的星载高分宽幅HRWS成像方法，属于雷达目标探测技术领域。本发明根据星载多通道雷达回波的特点，在进行距离向压缩，方位向FFT，将数据转换到距离-多普勒域后，结合Relax算法，设计了可以实现方位向模糊抑制的迭代方法。最后将方位向模糊抑制后的信号进行方位向压缩，就可以得到无模糊的成像结果。仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。CN108845318ACN108845318A权利要求书1/2页1.一种基于Relax算法的星载高分宽幅成像方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，将星载多通道雷达接收到的回波信号进行距离向压缩、方位向FFT，得到距离-多普勒域的数据，然后将星载多通道雷达的多个通道中相同距离-多普勒单元的数据进行组合，得到原始信号：TZ(r,fd)＝(Z1(r,fd),Z2(r,fd),…,ZM(r,fd))其中，M为奇数，表示通道个数，r表示距离单元，fd表示多普勒频率，T表示转置矩阵；步骤2，基于Relax算法对步骤1得到的原始信号的每个距离-多普勒单元进行方位向模糊抑制；步骤3，将方位向模糊抑制后得到的结果进行方位向压缩，得到成像结果。2.根据权利要求1所述的基于Relax算法的星载高分宽幅成像方法，其特征在于，所述步骤2中的方位向模糊抑制包括以下步骤：步骤2-1，初始化，得到初步估计的信号幅度，即完成下面的运算：其中，p表示模糊数，fp表示脉冲重复频率，H表示共轭转置矩阵，Zrec(r,fd+pfp)表示初步估计的不同模糊数下的信号幅度，表示不同模糊数对应的导向矢量，其中d1…dM表示各通道的等效相位中心，va表示雷达平台的运动速度；步骤2-2，根据步骤1中得到的原始信号以及步骤2-1中初步估计的不同模糊数下的信号幅度，得到与不同模糊数相对应的信号分量Zp(r,fd)；然后用不同模糊数下的导向矢量分别与相应的信号分量进行匹配，得到估计的信号幅度即依次完成下述运算：步骤2-3，对步骤2-2进行反复迭代，直至符合收敛条件。3.根据权利要求2所述的基于Relax算法的星载高分宽幅成像方法，其特征在于，所述步骤2-3中的所述收敛条件为公式的值小于或等于10-3。4.根据权利要求1所述的基于Relax算法的星载高分宽幅成像方法，其特征在于，在所述步骤2中，针对每个距离-多普勒单元进行的方位向模糊抑制采用两个嵌套的for循环完成遍历，其中一个for循环遍历所有多普勒单元，另一个for循环遍历所有距离单元，该两个for循环的嵌套顺序为任意选择的。5.根据权利要求1所述的基于Relax算法的星载高分宽幅成像方法，其特征在于，在所2CN108845318A权利要求书2/2页述步骤3中，将方位向模糊抑制后的信号按照模糊倍数的顺序进行排列之后，进行方位向压缩。3CN108845318A说明书1/5页基于Relax算法的星载高分宽幅成像方法技术领域[0001]本发明属于雷达目标探测技术领域，涉及一种多通道雷达的信号处理算法，具体是涉及一种基于Relax算法的星载高分宽幅成像方法。背景技术[0002]分辨率和测绘带宽是星载合成孔径雷达(SAR)的两个重要成像指标。一方面，高分辨率能够更为精确的反映目标特征信息，便于目标识别和特征提取，这在军事侦察、城市绘图及灾害评估等方面有着重要的意义。另一方面，宽测绘带可提供更为广阔的场景信息，以获取全局判读能力，这有利于对土地、森林、海洋等大面积区域的观测。然而，对于传统星载SAR系统，由于受最小天线面积的限制，高分辨率与宽测绘带是一对不可调和的矛盾量，两个性能指标不能同时提高。[0003]在意识到传统单发单收体制的星载SAR无法同时实现高分辨和宽测绘带的情况下，科研工作者开始转而寻求新的方法。人们发现，采用多个通道接收的工作模式可以使问题得到有效解决。在对广域区域进行成像时，需要采用低的脉冲重复频率(PRF)以避免距离向模糊，如果所采用的PRF对于方位向天线来说过低，将会在方位向上产生模糊。因此，星载高分宽幅成像方法的关键在于模糊抑制方法的设计。发明内容[0004]本发明所要解决的技术问题是：[0