[發明專利]一種機載陣列天線下視三維成像方法

有效

• 申請號: 201711182598.0
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN108008387B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 黃平平;朱雨露;譚維賢;乞耀龍;張振華
• 申請（專利權）人: 內蒙古工業大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 劉鋒;吳崇

本發明公開了一種機載陣列天線下視三維成像方法。本發明的機載陣列天線下視三維成像方法，包括：接收觀測場景的回波信號，對回波信號預處理，獲得中頻信號；對中頻信號沿高程向進行第一處理，獲得第一處理信號；對第一處理信號沿航跡向進行第二處理，獲得第二處理信號；對第二處理信號沿跨航向進行第三處理，獲得第三處理信號；取第三處理信號信號的幅度值，獲得觀測場景的三維圖像。本本發明的機載陣列天線下視三維成像方法，通過對回波信號依次進行高程向、航跡向和跨航向上的頻域操作處理，最終得到三維圖像，能夠提高成像效率和成像效果。

技術領域

本發明涉及微波成像技術對地觀測技術領域，尤其涉及一種機載陣列天線下視三維成像方法。

背景技術

合成孔徑雷達三維成像(英文全稱：Three-Dimensional Synthetic ApertureRadar Imaging，英文縮寫：3D-SAR)是在常規SAR二維成像基礎上發展起來的一種新型微波成像技術。3D-SAR系統不僅可以實現常規SAR系統對觀測對象的二維高分辨率成像和高程測量功能，而且還能實現對觀測對象的三維分辨成像以及獲取觀測對象散射中心的三維分布信息功能，從而拓展現有SAR系統的性能和應用領域。

現有的機載陣列天線下視三維成像方法一般采用利用空域算法的3D-SAR方法，在成像過程中需要經過多次插值重采樣來達到三維極坐標與三維直角坐標的轉換，成像過程復雜，數據處理的計算量較大，成像效率較低。并且由于現有的成像分辨率較低，因此使得成像效果較差。另外，由于其使用的發射信號和回波信號為線性調頻信號，該信號需要較高的采樣頻率，使得采樣的工作標準較高，導致3D-SAR系統的成本較高。

因此，針對現有的3D-SAR方法的成像效率低、效果差以及成本高的問題，需要提供一種能夠降低成本并且具有高成像效果的機載陣列天線下視三維成像方法。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種機載陣列天線下視三維成像方法，通過對回波信號依次進行高程向、航跡向和跨航向上的頻域操作處理，最終得到三維圖像，能夠提高成像效率和成像效果。

為實現上述目的，本發明提供了一種機載陣列天線下視三維成像方法，包括：

S1、接收觀測場景的回波信號S_re(t)，對回波信號S_re(t)預處理，獲得中頻信號S_re(t,η,ξ)；

S2、對中頻信號S_re(t,η,ξ)沿高程向進行第一處理，獲得第一處理信號S_{IFT_RVP}(r,η,ξ)；

S3、對第一處理信號S_{IFT_RVP}(r,η,ξ)沿航跡向進行第二處理，獲得第二處理信號S_{arc_hη}(t,η,ξ)；

S4、對第二處理信號S_{arc_hη}(t,η,ξ)沿跨行向進行第三處理，獲得第三處理信號S_{arc_hηξ}(t,η,ξ)；

S5、取第三處理信號信號S_{arc_hηξ}(t,η,ξ)的幅度值，獲得觀測場景的三維圖像S(t,η,ξ)；其中，

t為所述回波信號的高程向時間，η為所述回波信號的航跡向時間，ξ為所述回波信號的跨行向時間，r為接收所述回波信號的起始和終止時刻對應的觀測場景距離。

進一步地，步驟S1中，預處理的方法為：

對回波信號S_re(t)和產生回波信號的發射信號S_tr(t)進行混頻處理，獲得中頻信號S_re(t,η,ξ)。

進一步地，步驟S2中，第一處理的方法包括：