[發(fā)明專(zhuān)利]一種普適的SAR成像PRF優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910576771.8
• 申請(qǐng)日: 2019-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110208801B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁毅;梁宇杰;邢孟道;黨彥鋒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01S13/90
• 分類(lèi)號(hào): G01S13/90
• 代理公司: 西安睿通知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

本發(fā)明公開(kāi)了一種普適的SAR成像PRF優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，該方法的具體步驟為：設(shè)定SAR平臺(tái)為曲線軌跡俯沖大斜視，綜合考慮SAR平臺(tái)脈沖重復(fù)頻率設(shè)計(jì)的方位無(wú)模糊限制、距離無(wú)模糊限制、測(cè)繪帶無(wú)模糊限制、高度回波無(wú)干擾和運(yùn)動(dòng)、系統(tǒng)誤差等因素，采用基于斜距區(qū)間劃分的分高度段PRF優(yōu)化選取，通過(guò)遍歷的方式，選取每一高度段內(nèi)不同斜距區(qū)間對(duì)應(yīng)的PRF值。本發(fā)明通過(guò)以較少的PRF調(diào)整次數(shù)實(shí)現(xiàn)雷達(dá)回波數(shù)據(jù)的無(wú)模糊無(wú)脈沖遮擋的錄取，降低系統(tǒng)復(fù)雜度。能夠滿足俯沖/平飛等不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下聚束/條帶等不同工作模式的PRF設(shè)計(jì)和SAR成像處理，具有普適性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種普適的SAR成像PRF優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，可用于俯沖/平飛等不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下聚束/條帶等不同工作模式的PRF設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)

合成孔徑雷達(dá)(SAR)因其全天候、全天時(shí)、作用距離遠(yuǎn)和分辨率高等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)引起國(guó)內(nèi)外雷達(dá)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者的廣泛關(guān)注并取得了快速發(fā)展，其作為一種微波有源成像系統(tǒng)不僅在軍事領(lǐng)域而且在民用領(lǐng)域均展現(xiàn)出其卓越的價(jià)值。

隨著信息處理技術(shù)的不斷發(fā)展和信號(hào)處理設(shè)備的不斷升級(jí)，SAR的搭載平臺(tái)已經(jīng)不局限于飛機(jī)和衛(wèi)星等具有簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)軌跡的平臺(tái)，還包括高速無(wú)人機(jī)和導(dǎo)彈等高速機(jī)動(dòng)平臺(tái)。因?yàn)樵陲w行過(guò)程中面臨地形回避、戰(zhàn)術(shù)規(guī)避和向下俯沖等復(fù)雜狀況，高速無(wú)人機(jī)載SAR和彈載SAR等具有靈活多樣的飛行軌跡，其回波特性比較復(fù)雜，相應(yīng)的脈沖重復(fù)頻率(PRF)時(shí)序設(shè)計(jì)也和傳統(tǒng)SAR成像有較大區(qū)別。現(xiàn)有的PRF時(shí)序設(shè)計(jì)方法未能給出PRF下限的準(zhǔn)確計(jì)算方法，也未考慮復(fù)雜運(yùn)動(dòng)狀態(tài)導(dǎo)致雷達(dá)平臺(tái)高度實(shí)時(shí)變化的特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提出一種普適的SAR成像PRF優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。通過(guò)幾何模型推導(dǎo)波束覆蓋區(qū)方程，在此基礎(chǔ)上提出基于等距離環(huán)的方法計(jì)算多普勒中心偏移帶來(lái)的帶寬，得到在考慮系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)誤差情況下的PRF下限；提出基于斜距區(qū)間劃分的分高度段動(dòng)態(tài)選取PRF的方法，在特定高度段內(nèi)根據(jù)雷達(dá)的實(shí)時(shí)作用距離范圍選擇一個(gè)合適的PRF值，以較少的PRF調(diào)整次數(shù)實(shí)現(xiàn)雷達(dá)回波數(shù)據(jù)的無(wú)模糊無(wú)脈沖遮擋錄取，降低系統(tǒng)復(fù)雜度，同時(shí)，對(duì)應(yīng)SAR雷達(dá)的不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和聚束或條帶工作模式均適用，具有普適性。

本發(fā)明的技術(shù)思路為：以SAR平臺(tái)為曲線軌跡俯沖大斜視為例，綜合考慮SAR平臺(tái)脈沖重復(fù)頻率設(shè)計(jì)的方位無(wú)模糊限制、距離無(wú)模糊限制、測(cè)繪帶無(wú)模糊限制、高度回波無(wú)干擾和運(yùn)動(dòng)、系統(tǒng)誤差等因素，采用基于斜距區(qū)間劃分的分高度段PRF優(yōu)化選取，通過(guò)遍歷的方式，選取每一高度段內(nèi)不同斜距區(qū)間對(duì)應(yīng)的PRF值，實(shí)現(xiàn)PRF的動(dòng)態(tài)優(yōu)化選取。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以解決。

一種普適的SAR成像PRF優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：

步驟1，建立SAR成像幾何模型和斜距模型，得到加速度補(bǔ)償后的多普勒帶寬B_a；根據(jù)SAR成像幾何模型建立雷達(dá)波束覆蓋區(qū)方程，通過(guò)等距離環(huán)法遍歷所有距離單元，確定多普勒中心頻率偏移的最大值，得到由多普勒中心偏移帶來(lái)的帶寬，即多普勒中心偏移帶寬B_d；將加速度補(bǔ)償后的多普勒帶寬B_a和多普勒中心偏移帶寬B_d相加，得到回波信號(hào)的方位帶寬B；根據(jù)方位無(wú)模糊限制，得到PRF下限；

步驟2，對(duì)于給定的SAR平臺(tái)高度，由斜距模型獲得SAR平臺(tái)到波束覆蓋區(qū)的最小作用距離R_min和最大作用距離R_max，得到觀測(cè)區(qū)域內(nèi)雷達(dá)回波散布時(shí)間；再根據(jù)距離無(wú)模糊限制，得到PRF上限；

其中，SAR平臺(tái)到波束覆蓋區(qū)的最小作用距離R_min即為斜距最小值，SAR平臺(tái)到波束覆蓋區(qū)的最大作用距離R_max即為斜距最大值；