[發明專利]合成孔徑雷達對運動目標參數的快速估計方法

有效

• 申請號: 201810083374.2
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108427115B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 楊海光;蘭毅;薛媛;武俊杰;李中余;楊建宇
• 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: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本發明提供了一種合成孔徑雷達對運動目標參數的快速估計方法，屬于雷達技術領域。本發明通過將脈沖壓縮后的信號進行二階Keystone變換操作，去除了距離頻率與方位時間的二階耦合。其次構造相位補償信號，并通過乘法器將相位補償信號與原信號相乘，降低了距離頻率與方位時間的耦合階數，即去除了一階耦合。最后對信號進行方位向傅里葉變換和距離向傅里葉逆變換得到最終運動目標參數域的積累結果，從而可以估計運動目標的參數。本發明與現有技術相比，可以同時估計多普勒質心和多普勒調頻率，并且無需距離徙動校正后對一維信號的復雜操作，僅存在距離徙動校正后的傅里葉變換操作，形式簡單，運算效率高。

技術領域

本發明屬于雷達技術領域，具體涉及一種合成孔徑雷達對運動目標參數的快速估計方法。

背景技術

合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar，SAR)是一種全天時、全天候、高分辨率的微波遙感成像雷達，被廣泛應用于地形測繪、災害監測、植被分析、海洋觀測、城市規劃等領域。

SAR成像對靜止目標成像具有操作簡單、精度高、多普勒參數易計算等優點。但是，對動目標成像結果中會出現運動目標散焦、移位等現象，主要由于運動參數未知，導致運動目標無法進行高分辨聚焦。

傳統的運動目標參數估計方法有Hough變換、Radon變換等，其中，Radon變換可對多普勒質心進行估計，但是該算法僅能估計多普勒質心，不能實現對多普勒調頻率的估計。并且該算法為非相干積累方法，抗噪性能差，運算效率低。

現有的技術中，還有一種相干積累的估計參數算法，但是該算法是對一維信號進行處理，二維回波需要進行校正后再進行復雜參數估計過程，操作復雜、運算效率較低。

發明內容

為了解決上述不能同時估計多普勒質心和多普勒調頻率，并且估計過程復雜的問題，本發明提供一種合成孔徑雷達對運動目標參數的快速估計方法。

本發明的一種合成孔徑雷達對運動目標參數的快速估計方法，所述合成孔徑雷達裝載于飛行平臺上，所述方法包括以下步驟：

步驟1，建立飛行平臺和運動目標的幾何模型并初始化參數；

步驟2，獲取所述運動目標的回波信號，并對所述回波信號進行距離向匹配濾波操作；

步驟3，對匹配濾波后的信號進行二階Keystone變換；

步驟4，將經過二階Keystone變換后的信號通過方位向定量延時系統，構造相位補償信號；

步驟5，對相位補償信號進行共軛操作，并利用乘法器將共軛后的相位補償信號和經過二階Keystone變換后的信號相乘；

步驟6，對相乘后的信號進行距離向傅里葉逆變換和方位向傅里葉變換，得到參數估計結果。

進一步地，所述步驟1的具體流程包括：

以O為坐標原點建立直角坐標系，所述飛行平臺的初始位置坐標設為(0,0,H₀)，地面運動目標的初始位置設為(X₀,0,0)，其中，H₀為所述飛行平臺的Z軸坐標，X₀為所述運動目標的X軸坐標，所述飛行平臺的飛行速度為V，所述運動目標的距離向速度為V_x，所述運動目標的距離向加速度為a_x，所述運動目標的方位向速度為V_y，所述運動目標的方位向加速度為a_y，得到所述飛行平臺到所述運動目標的最短斜距R₀，

得到所述運動目標到所述飛行平臺的距離歷史R_M(t)為

其中，t為方位向的時間變量，