[發明專利]毫米波交軌三孔徑稀疏陣SAR系統的側視三維成像法

有效

• 申請號: 201110324812.8
• 申請日: 2011-10-24
• 公開（公告）號: CN103064083A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 李道京;滕秀敏;潘舟浩;劉波
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

1.一種毫米波交軌三孔徑稀疏陣SAR系統的側視三維成像法，其特征在于，包括步驟：

步驟S1：對交軌向三個孔徑：孔徑A1，孔徑A2，孔徑A3的空間位置進行優化；

步驟S2：利用優化后交軌向三個孔徑交軌向波束側視時一發多收的回波信號，通過多相位中心孔徑綜合原理，在交軌向獲得三個等效相位中心：相位中心E1，相位中心E2，相位中心E3；

以三個等效相位中心作為最小的陣列結構來獲得交軌向分辨率；

步驟S3：對步驟S2獲得的三個等效相位中心：相位中心E1，相位中心E2，相位中心E3各處的信號分別進行等效相位中心相位補償，使回波信號相位與等效相位中心處自發自收時所獲得的信號相位相同；根據系統收發的幾何關系，對于等效相位中心E_n(n＝1，2，3)，所需補償的相位為(n＝1，2，3)；

步驟S4：對步驟S3中獲得的經過等效相位中心相位補償的回波信號，采用三維波數域成像算法完成對觀測場景的側視三維成像。

2.根據權利要求1所述的毫米波交軌三孔徑稀疏陣SAR系統的側視三維成像法，其特征在于，所述步驟S1中對交軌向三個孔徑空間位置進行優化，其采用的優化準則是：選擇孔徑A1，孔徑A2，孔徑A3的空間位置，使得當孔徑A1發射，孔徑A1，孔徑A2，孔徑A3同時接收時，所獲得的三個等效相位中心構成的最小稀疏陣列的天線方向圖的峰值旁瓣比和積分旁瓣比最低，以滿足成像的需求；

由于孔徑數量為三個，用窮舉法的方法來獲得最優化的布局。

3.根據權利要求1所述的毫米波交軌三孔徑稀疏陣SAR系統的側視三維成像法，其特征在于，所述步驟S2中，由于交軌向三個等效相位中心所構成的稀疏陣列長度較短，使得交軌向分辨率較低；系統以毫米波信號作為發射信號，以提高交軌向的分辨率；當交軌向波束側視時，交軌向分辨率和高程向分辨率會產生耦合，較低的交軌向分辨率部分會轉化為高程向的不確定性。

4.根據權利要求1所述的毫米波交軌三孔徑稀疏陣SAR系統的側視三維成像法，其特征在于，所述步驟S4中，三維波數域成像算法的具體流程如下：

a)對經過相位補償后的回波信號s(t，u，v)進行三維傅里葉變換，在三維波數域中得到：

S(k_t，k_u，k_v)＝F_t，u，v{s(t，u，v)}

其中，F{·}表示對函數的傅里葉變換，k_t表示快時間波數，k_u表示順軌向波數，k_v表示交軌向波數；

b)構造匹配濾波函數h(t，u，v)，對匹配濾波函數進行三維傅里葉變換，在三維波數域中得到：

H(k_t，k_u，k_v)＝F_t，u，v{h(t，u，v)}

c)在三維波數域中完成匹配濾波：

S_M(k_t，k_u，k_v)＝S(k_t，k_u，k_v)H^*(k_t，k_u，k_v)

d)對匹配濾波后的信號作三維STOLT變換，將(k_t，k_u，k_v)映射為(k_x，k_y，k_z)：

kx=kuky=kvkz=-4kt2-ku2-kv2]]>

以得到S_MT(k_t，k_u，k_v)；

e)最后對S_MT(k_t，k_u，k_v)進行三維反傅里葉變換，即得到觀測場景的側視三維圖像。

5.根據權利要求1所述的毫米波交軌三孔徑稀疏陣SAR系統的側視三維成像法，其特征在于，所述步驟S4中，側視三維成像時，通過增大信號帶寬，提高斜距離分辨率，解決交軌向陣列較短而產生的交軌分辨率較低和高程不確定性的問題。