[發明專利]一種補償調頻連續波圓周SAR脈內運動的成像方法

有效

• 申請號: 201910523793.8
• 申請日: 2019-06-17
• 公開（公告）號: CN110221295B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 付耀文;張健豐;張文鵬;楊威
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 國防科技大學專利服務中心 43202
• 代理人: 王文惠

本發明屬于合成孔徑雷達成像技術領域，公開了一種補償調頻連續波圓周SAR脈內運動的成像方法，本發明通過在成像過程中增加一個僅和調頻連續波圓周SAR成像系統參數有關的判決過程來快速判定此系統在時域方法成像過程中是否可以忽略脈內運動，并指導選取合適的成像方法，若可以忽略脈內運動，采用脈沖體制圓周SAR時域方法來成像，反之，對于不能忽略脈內運動的情況，采用本發明的通過在距離域補償脈內運動引起的距離偏移誤差的時域方法來成像。本發明解決了調頻連續波圓周SAR成像系統在時域方法成像過程中停?走?停近似不再有效以及是否可以忽略脈內運動的問題，實現了調頻連續波圓周SAR時域方法高效高分辨成像。

技術領域

本發明屬于合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像技術領域，涉及SAR時域成像方法中的一種補償調頻連續波圓周SAR脈內運動的成像方法。

背景技術

圓周SAR，顧名思義，即SAR平臺以被觀測場景中心為圓心，在場景上方的某一固定高度圍繞觀測場景做圓周運動，在這個過程中雷達波束以特定俯視角始終指向觀測場景并獲取觀測場景數據。圓周SAR作為一種新的成像模式，通過360°的孔徑積累，目標方位頻譜得到展寬，理想情況下，其圖像分辨率可達到亞波長量級；同時，圓周SAR平臺做圓周運動形成二維合成孔徑，使其具有三維成像能力。調頻連續波技術和圓周SAR相結合的成像體制，不僅具有亞波長高分辨率和三維成像能力，還具有體積小、重量輕、成本低等脈沖條帶SAR不可比擬的優勢。調頻連續波圓周SAR能為戰場態勢分析、偵察評估、資源勘探、地形勘探和災害預測與評估等應用提供高分辨率圖像，在軍事和民事領域具有廣闊的應用前景。

調頻連續波圓周SAR雖然在高分辨成像方面具有巨大潛力，但要發揮出這些潛力仍面臨巨大挑戰。針對圓周SAR運動軌跡的特殊性，對比文件“陳樂平.機載圓周合成孔徑雷達成像技術研究[D].長沙：國防科技大學博士學位論文，2018.”提出了一種適用于圓周SAR成像的時域后向投影(Back Projection,BP)方法。該方法由于成像精度高、成像處理過程簡單、不受SAR運動軌跡的限制，非常適合圓周SAR成像。但該時域BP方法基于脈沖體制，即脈沖持續時間非常短，忽略了脈內平臺的走動而采用了停-走-停近似，若仍采用此BP方法對可以忽略脈內運動的調頻連續波圓周SAR成像，將可以得到質量較好的成像結果，然而，若同樣采用此BP方法對不能忽略脈內運動的調頻連續波圓周SAR成像，脈內運動引入的距離偏移誤差由于沒有被補償，將得不到高分辨率的圖像，且此類時域方法在成像過程中由于沒有判決過程能簡單直接的快速判定是否可以忽略脈內運動對成像結果的影響，使得調頻連續波圓周SAR時域方法成像不能快速實施。

發明內容

本發明的目的是，針對調頻連續波圓周SAR時域方法成像過程中停-走-停近似不再有效以及是否可以忽略脈內平臺運動的問題，提供一種補償調頻連續波圓周SAR脈內運動的成像方法，即改進的時域BP方法，該成像方法通過在成像過程中增加一個僅和調頻連續波圓周SAR成像系統參數有關的判決過程來快速判定是否可以忽略脈內運動，并指導選取合適的成像方法，同時，對于不能忽略脈內運動的情況，通過在距離域補償調頻連續波圓周SAR脈內平臺的運動，實現了調頻連續波圓周SAR時域方法高效高分辨成像。

為達到上述目的，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種補償調頻連續波圓周SAR脈內運動的成像方法，具體包括下列步驟：

步驟1獲取調頻連續波圓周SAR回波信號，包括調頻連續波圓周SAR成像系統參數初始化及調頻連續波圓周SAR回波信號建模，基于以下步驟：