[發明專利]基于無插值融合快速后向投影的雷達視頻成像方法

有效

• 申請號: 201810058866.6
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN108205135B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 丁金閃;梁毅;王天鶴;張玉洪
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學;西安中電科西電科大雷達技術協同創新研究院有限公司
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

1.一種基于無插值融合快速后向投影的雷達視頻成像方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟1，設定雷達視線方向為距離向，雷達平臺運動方向為方位向，且雷達回波采樣時間為快時間，雷達平臺運動時間為慢時間；所述雷達平臺采用“一走一停”機制，所述雷達在每個慢時間發射信號并接收對應的回波信號；

步驟2，設定雷達成像的方位分辨率為ρ_a，雷達平臺運動速度為v，雷達平臺到成像場景的參考距離為R_s，從而確定雷達成像所需運動的距離L；

步驟3，雷達在每個慢時間對回波信號進行采樣，得到大小為N×M的回波數據塊，其中，N為所述回波數據塊的方位向采樣點數，且N＝L×Fa/v，M為所述回波數據塊的距離向采樣點數，Fa為雷達發射信號的脈沖重復頻率；所述大小為N×M的回波數據塊形成一幅方位分辨率為ρ_a的SAR圖像；

步驟4，對所述N×M的回波數據塊進行脈沖壓縮，得到脈沖壓縮后的回波數據；

步驟5，將所述脈沖壓縮后的回波信號劃分為K⁽⁰⁾個子孔徑數據塊，且K⁽⁰⁾為2的整數次冪，每個子孔徑數據塊方位向采樣點數為N_sub＝N/K⁽⁰⁾；

步驟6，對K⁽⁰⁾個子孔徑數據塊進行成像，得到K⁽⁰⁾個子圖像，并對所述K⁽⁰⁾個子圖像進行子圖像融合，則進行G＝log₂(K⁽⁰⁾)次子圖像融合后得到一幅方位分辨率為ρ_a的SAR圖像；

步驟6具體包括如下子步驟：

(6a)每幅子圖像建立在以其子孔徑中心為與原點的局部直角坐標系中，對于第k個子孔徑數據塊，其子孔徑中心設為以所述子孔徑中心為原點建立局部直角坐標系則第k個子圖像表示為：

其中，k＝1,2,…,K⁽⁰⁾，x為子孔徑數據塊中采樣點的方位向位置，且-l⁰/2≤xl⁰/2，l⁰表示第k個子孔徑的長度，且l⁽⁰⁾＝L/K⁽⁰⁾，表示在位置處的脈沖壓縮后的回波信號，λ為雷達發射信號的波長，表示雷達在位置時天線相位中心到位置局部直角坐標系的瞬時斜距，且

(6b)令k＝1,2,…,K⁽⁰⁾，重復執行(6a)，從而得到K⁽⁰⁾個子圖像；

(6c)對所述第1個子圖像至第K⁽⁰⁾個子圖像兩兩一組進行融合，則共需要融合次數為G＝log₂(K⁽⁰⁾)次，且每次融合后的子圖像數目變為融合前的1/2；

則第g-1次子圖像融合后得到的子圖像為其中，表示相干融合，表示第g-1次子圖像融合的第2k-1個子圖像，表示第g-1次子圖像融合的第2k個子圖像；

(6d)令g＝1,2,...G，進行G次子圖像融合后得到一幅方位分辨率為ρ_a的SAR圖像；

步驟7，設雷達新接收到大小為N_new×M的回波數據塊，且N_newN，并對所述大小為N_new×M的回波數據塊進行脈沖壓縮，得到脈沖壓縮后的新的回波數據；

步驟8，將所述脈沖壓縮后的新的回波數據劃分為方位向采樣點數為N_sub的T個子孔徑數據塊，且T＝floor[N_new/N_sub]，表示向下取整操作；

步驟9，對所述T個子孔徑數據塊進行成像，得到T子圖像，獲取前一幅SAR圖像K⁽⁰⁾個子圖像中的后K⁽⁰⁾-T個子圖像；從而將所述T個子圖像和K⁽⁰⁾-T個子圖像進行子圖像融合，得到一幅方位分辨率為ρ_a的新的SAR圖像；

步驟10，重復執行步驟7至步驟9達到設定次數，得到多幅SAR圖像，所述多幅SAR圖像形成視頻成像。

2.根據權利要求1所述的一種基于無插值融合快速后向投影的雷達視頻成像方法，其特征在于，步驟2中，確定雷達成像所需運動的距離L即合成孔徑其中，λ為雷達發射信號的波長。