一种方位多通道脉内聚束SAR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CN106597442A(43)申请公布日2017.04.26(21)申请号201611186530.5(22)申请日2016.12.21(71)申请人中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所地址214063江苏省无锡市梁溪路108号(72)发明人吴玉峰刘伟张玮(74)专利代理机构北京航信高科知识产权代理事务所(普通合伙)11526代理人高原(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称一种方位多通道脉内聚束SAR成像方法(57)摘要本发明涉及合成孔径雷达成像技术领域，特别涉及一种方位多通道脉内聚束SAR成像方法。成像方法包括如下步骤：将长脉冲信号分解为多个子脉冲信号，并进行相位调制；将子脉冲信号发射到不同的方位子场景；将全孔径天线沿方位向分解为多个子孔径天线接收回波信号；对各个子孔径接收到的回波信号进行APC相位解调、分离；补偿相位解调过程中剩余的常数相位；将处理后的子脉冲回波信号在距离向对齐；将处理后的子脉冲回波信号进行子多普勒频带的合成，得到总的多普勒频带；聚焦成像。本发明的方位多通道脉内聚束SAR成像方法，可以接收到被照射场景的所有回波；另外，采用方位向空域滤波技术分离信号，其性能不会受到地面场景起伏的影响。CN106597442ACN106597442A权利要求书1/2页1.一种方位多通道脉内聚束SAR成像方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、将长脉冲信号分解为多个子脉冲信号，并采用APC技术对各个所述子脉冲信号的相位调制；步骤二、采用全孔径天线将进行所述相位调制后的各个所述子脉冲信号进行发射，并按照预定时间间隔控制天线波束指向，使得各个所述子脉冲信号发射到不同的方位子场景；步骤三、将所述全孔径天线沿方位向分解为多个子孔径天线，每个所述子孔径天线均接收所有子脉冲的回波信号，其中，所述子孔径个数大于或等于所述子脉冲信号个数；步骤四、根据如下公式(1)对各个子孔径接收到的回波信号进行APC相位解调：其中，k为发射脉冲数，N为方位频移因子，L为子孔径天线个数；步骤五、将经过解调后各个所述子孔径接收到的回波信号进行分离，得到各个所述子脉冲的回波信号；步骤六、补偿步骤四中APC相位解调过程中剩余的常数相位；步骤七、根据所述预定时间间隔，将经过所述步骤六处理的子脉冲回波信号在距离向对齐；步骤八、将经过所述步骤七处理的子脉冲回波信号进行子多普勒频带的合成，得到总的多普勒频带；步骤九、将所述总的多普勒频带数据进行聚焦成像。2.根据权利要求1所述的方位多通道脉内聚束SAR成像方法，其特征在于，在所述步骤五的中，采用如下关系式(2)构造最优准则：其中，Wl表示分离第l个子脉冲信号的加权向量，H表示向量共轭转置；fa为多普勒频率H单元；R(fa)为fa对应的统计协方差矩阵，R(fa)＝E[S(fa)·S(fa)]，E表示统计期望，S(fa)T为方位多通道SAR系统的输出向量，S(fa)＝[S1(fa)S2(fa)…SM(fa)]，T表示向量转置，MT是子孔径天线个数；Q为L×1维列向量，Q＝[h1h2…hL]；其中hl＝1，hi≠l＝0，l取1～L；进一步，C为M×L维矩阵，可以表示为如下公式：C(fa)＝[a1(fa)a2(fa)…aL(fa)]；其中，其中，d是各个子孔径中心点与参考子孔径中心点之间的距离的一半，v是平台飞行速度，j为2CN106597442A权利要求书2/2页进一步，其中，fPRF是雷达发射信号的脉冲重复频率；进一步，关系式(2)所示优化问题的最优解为：进一步，得到最优权矢量后，对于多普勒频率单元fa，从子孔径接收到的回波信号提取第l个方位子场景信号分量的过程可以表示为：3CN106597442A说明书1/7页一种方位多通道脉内聚束SAR成像方法技术领域[0001]本发明涉及合成孔径雷达成像技术领域，特别涉及一种方位多通道脉内聚束SAR成像方法。背景技术[0002]合成孔径雷达(SAR)装载于高超声速平台(例如高超声速飞机、卫星等)时，由于平台的高速运动，地面场景回波的多普勒展宽非常严重，为满足奈奎斯特采样定律，保证方位信号没有模糊，系统需要采用很高的脉冲重复频率(PRF)。高的PRF将导致距离维采样窗长度减小，当雷达俯仰维波束的覆盖范围很宽或是需要对很宽的场景进行成像时，将不可避免地会出现距离模糊或距离盲区。因此，对于高超声速平台载SAR系统，距离维宽测绘带与方位维高分辨率构成一对矛盾。目前常用的成像模式仅在某一方面有所专长，聚束SAR和滑动聚束SAR的方位分辨率可以很高，但是距离测绘带宽度受限，且方位测绘带也不连续；Scan和TOPS模式的距离观测范围很广，却是以牺牲方位分辨率为代