[發(fā)明專利]基于非線性調(diào)頻信號的CZT成像方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310336828.X
• 申請日: 2013-08-05
• 公開（公告）號: CN103412307A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳浩;梅治浩;盛曦;林桂山;賀知明;呂幼新;畢爽君;楊薇
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/02
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51227
• 代理人: 周永宏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于合成孔徑雷達成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種CZT成像方法。

背景技術(shù)

目前各種合成孔徑雷達(Synthetic?Aperture?Radar，SAR)成像算法，大多采用的是線性調(diào)頻信號（Linear?Frequency?Modulation，F(xiàn)LM），較少采用非線性調(diào)頻信號（Non-Linear?Frequency?Modulation，NFLM）。因為FLM信號易于產(chǎn)生，并且后續(xù)的處理比較簡單，而NFLM信號不容易產(chǎn)生，目前還沒有NFLM信號的顯示表達式。CZT（Chirp?Z-Transform）算法是一種高效的二維頻域類算法，該算法的優(yōu)勢在于處理過程簡單、圖像保真度高，并且在校正RCM的過程中不依賴信號的線性調(diào)頻特性，因此可以適用于非線性調(diào)頻信號SAR成像，其核心思想是將信號的二維頻譜分解為與場景中心相關(guān)的部分和與距離變化量相關(guān)的部分。現(xiàn)有CZT算法首先利用聚焦函數(shù)對場景中心進行聚焦處理，再利用CZT校正空變的距離徒動量，同時補償與其相關(guān)的方位調(diào)制項，最后做方位IFFT就得到最終的SAR圖像。在利用CZT校正距離徒動時，現(xiàn)有算法采用FFT的方法進行，運算量比較大，不能滿足實時性的要求。

采用線性調(diào)頻信號（FLM）信號在進行匹配濾波的時候輸出往往具有較高的距離旁瓣，因而人們往往引入窗函數(shù)對其進行加權(quán)，但是加權(quán)處理在降低距離旁瓣的同時，使壓縮波形的主瓣展寬，并且還會引入1-3dB的信噪比損失，1-3dB的信噪比降低相當(dāng)于增加50%左右的發(fā)射機功率，這在很多情況下是不能夠接受的，并且線性調(diào)頻信號容易被捕獲并識別，進而受到干擾。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的基于線性調(diào)頻信號CZT成像方法存在的上述問題，提出了一種基于非線性調(diào)頻信號的CZT成像方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種基于非線性調(diào)頻信號的CZT成像方法，具體包括如下步驟：

S1.獲取回波信號，

設(shè)雷達發(fā)射的是非線性調(diào)頻信號，其載波頻率和線性調(diào)頻率分別為f_c和Kr，則點目標(biāo)的回波信號可以表示為：

s(τ)=rect(tTa)rect(τ-2R(t)/CTr)exp(-j4πλR(t)+jπθ)]]>

其中，τ為距離向時間變量，T_r為脈沖寬度，T_a為合成孔徑時間，λ為載波波長，θ是非線性調(diào)頻信號的相位，C為光速，R(t)是點目標(biāo)到平臺的瞬時斜距，rect表示的是方位向和距離向信號的包絡(luò)，r為點目標(biāo)與飛機航向的最短距離，載機速度為v，x為點目標(biāo)的方位向位置；

S2.距離壓縮，

對回波信號s(τ)進行距離向傅立葉變換，然后將傅立葉變換后的信號與距離壓縮函數(shù)相乘進行距離壓縮，其中，距離壓縮函數(shù)H=FFT(conj(s(-τ)))，對距離壓縮后的信號進行方位向傅立葉變換并運用駐定相位原理得到信號的二維頻域表達式：