[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

本發明屬于合成孔徑成像技術領域，公開了一種基于無插值融合快速后向投影的雷達視頻成像方法，FFBP算法首先對數據劃分子孔徑，然后每個子孔徑數據形成一幅以子孔徑中心為原點的局部直角坐標子孔徑圖像。子孔徑圖像只是利用了部分孔徑數據，因此具有方位向低分辨的特點。然后對形成的子孔徑圖像進行兩兩融合，得到新的較高分辨率的子圖像，該過程以迭代的方式進行直到得到一幅全分辨的極坐標圖像，最后將極坐標圖像插值到直角坐標網格得到最后的圖像。

技術領域

本發明屬于合成孔徑成像技術領域，尤其涉及一種基于無插值融合快速后向投影的雷達視頻成像方法，是一種利用合成孔徑技術進行快速視頻成像的方法。

背景技術

合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar,SAR)作為一種微波有源成像系統，具有全天時、全天候工作的特點。它根據合成孔徑原理，通過對載機在不同方位位置形成“合成陣列”錄取的回波信號進行相干積累，從而獲取方位向的高分辨。由于SAR成像不受氣象條件限制，而且不分白晝與黑夜，均能夠提供高分辨的對地觀測圖像，因此在軍事、科研、國民經濟許多領域有著廣闊的應用前景。

當前，各國均在探索SAR成像新的發展道路。視頻合成孔徑雷達(VideoSAR，ViSAR)作為一種新體制雷達，能夠在一定的分辨率和高幀率的條件下產生一系列高數據率的連續圖像，并對運動目標具有陰影效應，有利于實現動目標的有效檢測跟蹤。ViSAR在提供高清高幀率圖像的同時能夠降低尺寸、質量和功率(SWAP)，是SAR未來發展的一個重要方向，受到了國內外的高度重視。但是視頻SAR的幀率高，數據率大，對系統硬件要求比較高，一定程度上限制了視頻SAR的發展與應用。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種基于無插值融合快速后向投影的雷達視頻成像方法，該方法利用視頻數據具有高重疊率的特點，能夠進行快速成像，從而提高視頻幀率，降低對系統硬件的要求，具有成像時間短、幀率高的特點，能夠提高效率，降低成本。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案予以實現。

一種基于無插值融合快速后向投影的雷達視頻成像方法，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形成一幅方位分辨率為ρ_a的SAR圖像；