[發明專利]合成孔徑激光成像雷達交叉聚焦成像方法

有效

• 申請號: 201310017515.8
• 申請日: 2013-01-17
• 公開（公告）號: CN103076613A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 孫志偉;職亞楠;劉立人;侯培培;孫建鋒;周煜
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G01S7/48
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

1.一種合成孔徑激光成像雷達交叉聚焦成像方法，其特征在于，包括如下步驟：

①合成孔徑激光成像雷達發射系統發射線性調頻的啁啾脈沖激光信號，照射到目標后被目標反射，反射光波經過合成孔徑激光成像雷達接收系統進行光電外差接收、數字化處理后的目標回波信號為：

I(tf,nΔtsv)=ΣkAkcos[2πf·tf2Δzkc+πλr(yk-nΔtsv)2]---(1)]]>

式中，k為雷達目標面上每個點的序號，A_k為與目標面上每個點反射率有關的系數，為雷達發射激光頻率啁啾速率，t_f為距離向快時間，Δz_k＝z_k-z_l，z_k為目標面上第k個點目標與雷達的距離，z_l為距離向引入的本振長度，c為光速，λ為雷達發射激光波長，r為雷達光學足趾等效曲率半徑，y_k為目標面上第k個點的方位向坐標，nΔt_sv為方位向空間坐標，n為雷達方位向步進步數，Δt_s為雷達步進一步所用的時間，v為雷達步進速度。

②將所述的目標回波信號利用Hilbert變換進行復數化：

對所述的目標回波信號按下列（2）式進行Hilbert變換，實現所述的目標回波信號的復數化：

I′(tf,nΔtsv)=ΣkAkcos[2πf·tf2Δzkc+πλr(yk-nΔtsv)2]+]]>

jΣkAksin[2πf·tf2Δzkc+πλr(yk-nΔtsv)2]---(2)]]>

=ΣkAkexp[j2πf·tf2Δzkc+jπλr(yk-nΔtsv)2]]]>

式中，目標回波信號距離向相位因子為：目標回波信號方位向相位因子為：目標回波信號方位向等效焦距為：f_eq＝-r，

③對復數化后的目標回波信號方位向進行二次項相位補償：

二次項相位補償因子為：

Ic(nΔtsv)=exp[-jπλr(nΔtsv)2]---(3)]]>

將所述的復數化后的目標回波信號與二次項相位補償因子按下列（4）式相乘，實現所述的目標回波信號方位向二次項相位因子補償，略去無關相位因子得方位向二次項相位因子補償后的目標回波信號為：

Ia(tf,nΔtsv)=I′(tf,nΔtsv)×Ic(nΔtsv)]]>

=ΣkAkexp(j2πf·tf2Δzkc-j2πλryknΔtsv)---(4)]]>

④對所述的方位向二次項相位補償后的目標回波信號進行二維快速傅里葉變換，同時實現目標距離向聚焦、方位向聚焦：

將所述的方位向二次項相位補償后的目標回波信號按下列（5）式進行二維傅里葉變換得到目標圖像信號：

Ii(ϵ,η)=∫∫ΣkAkexp(j2πf·tf2Δzkc-j2πλryknΔtsv)exp(-j2πtfϵ)×exp(-j2πnΔtsvη)rect(tfTs)rect(nΔtsvBs)dtfdnΔtsv---(5)]]>

=ΣkAksinc(Tsϵ)*δ(ϵ-2f·Δzkc)×sinc(Bsη)*δ(η+ykλr)]]>

式中，為距離向傅里葉變換積分窗函數，T_s為目標回波信號距離向時間采樣寬度，為方位向傅里葉變換積分窗函數，B_s為雷達光學足趾方位向寬度，exp(-j2πt_fε)為距離向傅里葉變換因子，ε為距離向傅里葉變換頻譜，exp(-j2πnΔt_svη)為方位向傅里葉變換因子，η為方位向傅里葉變換頻譜，

⑤將所述的二維快速傅里葉變換后的信號進行成像輸出，實現合成孔徑激光成像雷達探測目標成像。