[發明專利]一種機載陣列天線下視三維成像方法和系統

有效

• 申請號: 201711405727.8
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108132466B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 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: 黃威;喻嶸

1.一種機載陣列天線下視三維成像方法，其包括：

對三維陣列天線下的觀測場景中的回波信號進行傅里葉變換，獲得高程壓縮信號；

對所述高程壓縮信號進行去斜和相位補償處理，以獲得第一信號；

按照預設準則對所述第一信號按照陣元間隔進行排列，獲得跨航向成像數據；其中，包括：根據跨航向陣列天線等效采樣點的位置和順序對所述第一信號按照陣元間隔進行排列，以得到跨航向成像數據；其中，所述陣元間隔為等效采樣點之間的間隔；

對所述第一信號沿跨航向進行幅度補償；

建立成像坐標空間，對觀測場景對應的圖像空間離散化，得到三維斜距圖像空間；

對幅度補償后的第一信號進行濾波和相干疊加，獲得三維斜距圖像空間中的圖像的像素值，基于所述像素值獲得陣列天線下視成像三維圖像。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述方法還包括獲得三維陣列天線下的觀測場景中的回波信號，其包括：

將針對觀測場景下各觀測目標的接收信號和發射信號進行混頻處理，獲取各觀測目標的中頻信號；

將觀測場景下全部觀測目標的中頻信號進行加和得到三維陣列天線下的觀測場景中的回波信號。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述對所述高程壓縮信號進行去斜和相位補償處理，以獲得第一信號包括：

利用第一預設補償函數對所述高程壓縮信號進行去斜和剩余視頻相位補償，獲取第一信號；

其中所述補償函數為：

其中，K_r為信號調頻率，C為電磁波傳播速度，r為天線采集信號起始和終止時刻對應的觀測場景距離變量，H(r)為補償函數，exp()為以e為底的指數函數。

4.根據權利要求1所述的方法，其中，所述對所述第一信號沿跨航向進行幅度補償包括：

按照第二預設補償函數對所述第一信號沿跨航向進行幅度補償，其中第二預設補償函數為：

其中，P_{h_RVP_max}為P_{h_RVP}(ξ)最大功率，P_{h_RVP}(ξ_i)為等效采樣點ξ_i的功率。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述建立成像坐標空間，對觀測場景對應的圖像空間離散化，得到三維斜距圖像空間包括：

以預設的像素間隔分別沿跨航向、航跡向和高程向對觀測場景區域進行三維離散化得到所述三維斜距圖像空間。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述對幅度補償后的第一信號進行濾波和相干疊加，獲得三維斜距圖像空間中的圖像的像素值，基于所述像素值獲得陣列天線下視成像三維圖像包括：

對所述幅度補償后的第一信號按照跨航向陣元間隔進行排列，得到第二信號；

對所述第二信號進行跨航向壓縮處理，獲得跨航向壓縮信號；

將所述跨航向壓縮信號按照航跡向采樣間隔進行排列，得到第三信號；

對所述第三信號進行航跡向壓縮處理，獲得航跡向壓縮信號；

基于所述航跡向壓縮信號的像素對應的數值，獲得陣列天線下視成像三維圖像。

7.一種機載陣列天線下視三維成像系統，其應用如權利要求1-6中任意一項所述的機載陣列天線下視三維成像方法，并包括：數據處理設備，其配置為：

對三維陣列天線下的觀測場景中的回波信號進行傅里葉變換，獲得高程壓縮信號；

對所述高程壓縮信號進行去斜和相位補償處理，以獲得第一信號；

按照預設準則對所述第一信號按照陣元間隔進行排列，獲得跨航向成像數據；其中，包括：根據跨航向陣列天線等效采樣點的位置和順序對所述第一信號按照陣元間隔進行排列，以得到跨航向成像數據；其中，所述陣元間隔為等效采樣點之間的間隔；

對所述第一信號沿跨航向進行幅度補償；

建立成像坐標空間，對觀測場景對應的圖像空間離散化，得到三維斜距圖像空間；

對幅度補償后的第一信號進行濾波和相干疊加，獲得三維斜距圖像空間中的圖像的像素值，基于所述像素值獲得陣列天線下視成像三維圖像。