[發(fā)明專利]基于Relax算法的星載高分寬幅成像方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810553217.3
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108845318B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆賀;王旭東;張迪
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/41
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

本發(fā)明公開了一種基于Relax算法的星載高分寬幅HRWS成像方法，屬于雷達(dá)目標(biāo)探測技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明根據(jù)星載多通道雷達(dá)回波的特點(diǎn)，在進(jìn)行距離向壓縮，方位向FFT，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到距離?多普勒域后，結(jié)合Relax算法，設(shè)計(jì)了可以實(shí)現(xiàn)方位向模糊抑制的迭代方法。最后將方位向模糊抑制后的信號進(jìn)行方位向壓縮，就可以得到無模糊的成像結(jié)果。仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方法的可行性和有效性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達(dá)目標(biāo)探測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多通道雷達(dá)的信號處理算法，具體是涉及一種基于Relax算法的星載高分寬幅成像方法。

背景技術(shù)

分辨率和測繪帶寬是星載合成孔徑雷達(dá)(SAR)的兩個(gè)重要成像指標(biāo)。一方面，高分辨率能夠更為精確的反映目標(biāo)特征信息，便于目標(biāo)識別和特征提取，這在軍事偵察、城市繪圖及災(zāi)害評估等方面有著重要的意義。另一方面，寬測繪帶可提供更為廣闊的場景信息，以獲取全局判讀能力，這有利于對土地、森林、海洋等大面積區(qū)域的觀測。然而，對于傳統(tǒng)星載SAR系統(tǒng)，由于受最小天線面積的限制，高分辨率與寬測繪帶是一對不可調(diào)和的矛盾量，兩個(gè)性能指標(biāo)不能同時(shí)提高。

在意識到傳統(tǒng)單發(fā)單收體制的星載SAR無法同時(shí)實(shí)現(xiàn)高分辨和寬測繪帶的情況下，科研工作者開始轉(zhuǎn)而尋求新的方法。人們發(fā)現(xiàn)，采用多個(gè)通道接收的工作模式可以使問題得到有效解決。在對廣域區(qū)域進(jìn)行成像時(shí)，需要采用低的脈沖重復(fù)頻率(PRF)以避免距離向模糊，如果所采用的PRF對于方位向天線來說過低，將會在方位向上產(chǎn)生模糊。因此，星載高分寬幅成像方法的關(guān)鍵在于模糊抑制方法的設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：

對于星載SAR雷達(dá)高分寬幅成像中模糊抑制方法的不足，提供一種具有較優(yōu)的方位向模糊抑制效果的方位向模糊抑制方法。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

一種基于Relax算法的星載高分寬幅成像方法，其包括如下步驟：

步驟1，將星載多通道雷達(dá)接收到的回波信號進(jìn)行距離向壓縮、方位向FFT，得到距離-多普勒域的數(shù)據(jù)，然后將星載多通道雷達(dá)的多個(gè)通道中相同距離-多普勒單元的數(shù)據(jù)進(jìn)行組合，得到原始信號：

Z(r,f_d)＝(Z₁(r,f_d),Z₂(r,f_d),…,Z_M(r,f_d))^T

其中，M為奇數(shù)，表示通道個(gè)數(shù)，r表示距離單元，f_d表示多普勒頻率，T表示轉(zhuǎn)置矩陣；

步驟2，基于Relax算法對步驟1得到的原始信號的每個(gè)距離-多普勒單元進(jìn)行方位向模糊抑制；

步驟3，將方位向模糊抑制后得到的結(jié)果進(jìn)行方位向壓縮，得到成像結(jié)果。

優(yōu)選地，所述步驟2中的方位向模糊抑制包括以下步驟：

步驟2-1，初始化，得到初步估計(jì)的信號幅度，即完成下面的運(yùn)算：

其中，p表示模糊數(shù)，f_p表示脈沖重復(fù)頻率，H表示共軛轉(zhuǎn)置矩陣，Z_rec(r,f_d+pf_p)表示初步估計(jì)的不同模糊數(shù)下的信號幅度，

表示不同模糊數(shù)對應(yīng)的導(dǎo)向矢量，其中表示各通道的等效相位中心，v_a表示雷達(dá)平臺的運(yùn)動速度；