[發明專利]基于硬閾值OMP的線陣SAR稀疏成像方法

有效

• 申請號: 201310680918.0
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN103698763A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 張曉玲;韋順軍;師同彥;何蜀豐
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 曾磊

技術領域

本技術發明屬于雷達技術領域，它特別涉及了合成孔徑雷達（SAR）成像技術領域。

背景技術

傳統合成孔徑雷達（SAR）利用單天線的直線運動合成一維的虛擬線陣天線，獲得方位向高分辨率，再利用脈沖壓縮技術獲得雷達視線方向高分辨率，從而實現觀測場景的二維成像。但由于側視成像時地形遮擋陰影效應以及對稱模糊問題，二維SAR在城市、山地和峽谷等復雜起伏地形情況不能獲得滿意的成像結果。三維SAR基本原理是通過天線運動合成虛擬二維面陣天線，獲得面陣平面內二維高分辨，再結合脈沖壓縮技術獲得雷達視線方向高分辨率，實現對觀測場景目標三維成像，克服了二維SAR成像技術在復雜起伏地形區域的缺陷。三維SAR是SAR成像技術未來發展的必然趨勢以及當前的研究熱點。線陣合成孔徑雷達（Linear?array?SAR，LASAR，簡稱線陣SAR）是利用與方位向和雷達視線方向垂直放置線陣天線，再結載荷平臺的運動合成二維虛擬面陣的三維SAR成像技術。與傳統合成孔徑雷達系統相比，線陣SAR具有多模式工作能力，除了可工作于傳統側視模式，還可工作于下視模式以及前視模式，在成像應用中更加靈活。根據每個脈沖周期內線陣陣元個數不同，線陣SAR可分為全陣元(滿陣)線陣SAR和稀疏陣元線陣SAR。全陣元線陣SAR需要接收、存儲和處理全采樣線陣天線的回波信號，系統硬件成本高、數據量及處理難度大。為了降低系統硬件與數據處理成本，實際中線陣SAR系統中通常采用稀疏陣元，即利用稀疏線陣陣列在每個脈沖重復周期內接收一個或少數個天線陣元回波數據，但采用稀疏線陣的代價是利用經典成像方法時分辨率降低、成像質量下降。

目前線陣SAR成像方法主要基于匹配濾波(Matched?Filter,MF)理論，如三維距離-多普勒(RD)算法和三維后向投影(BP)算法，見參考文獻“G.Fornaro,F.Serafino,and?F.Soldovieri.Three-dimensionalFocusingwithMultipass?SARData.IEEE?Trans.Geosci.Remote?Sens,vol.41,no.3,pp.507–517,Mar.2003.”和“ShiJun,Zhang?Xiaoling,YangJianyu,Wang?yinbo.Surface-Tracing-Based?LASAR3-D?Imaging?Method?via?Multiresolution?Approximation.IEEETrans.Geosci.Remote?Sens,vol.46,no.11,pp.3719–3730,Nov.2008.”，該類算法在頻域或時域上通過回波數據的相參積累獲得觀測場景目標的三維成像。雖然傳統匹配濾波算法運算效率較高，但匹配濾波成像算法由于受線陣長度和分辨率瑞利準則限制，成像分辨率較低而且在稀疏線陣時存在較嚴重主瓣展寬和旁瓣干擾，成像質量不足。隨著各應用領域對雷達成像分辨率要求越來越高，研究獲取高分辨或者超分辨能力成像算法成為了當前線陣SAR成像技術的一個迫切需要。