[發明專利]一種基于近場豎直向SAR成像的目標與環境耦合分析方法

有效

• 申請號: 201910823009.5
• 申請日: 2019-09-02
• 公開（公告）號: CN110389342B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 高鵬程;馮明;安銳;徐秀麗
• 申請（專利權）人: 上海無線電設備研究所
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 張妍;劉琰

1.一種基于近場豎直向SAR成像的目標與環境耦合分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、目標與環境豎直向SAR成像參數設置；

S2、目標與環境豎直向SAR成像測量；

S3、回波數據近場豎直向SAR成像處理；

S4、基于豎直向SAR成像的目標與環境耦合散射分析。

2.如權利要求1所述的基于近場豎直向SAR成像的目標與環境耦合分析方法，其特征在于，所述的S1中，掃頻范圍根據研究頻段進行設置，掃頻間隔Δf、豎直向移動間隔Δz、按照如下公式進行設置：

其中，c為電磁波在真空中的傳播速度，d_max為目標最大幾何尺度，D₁＝4d_max為目標在距離方向最大可成像長度，h為目標高度，D₂＝4h為豎直向最大可成像長度，λ為電磁波波長，R為測試距離。

3.如權利要求1所述的基于近場豎直向SAR成像的目標與環境耦合分析方法，其特征在于，所述的S2中，具體包含以下步驟，

S21、將目標通過塔吊裝訂至預定高度h，將測試天線固定于豎直掃描架一端，調整豎直掃描架位置，使掃描架中心與目標中心間距離為測試距離R；

S22、根據公式(1)獲得的掃頻間隔、豎直向間隔，利用一維掃描架帶動天線沿豎直向進行勻速直線運動，勻速過程中通過觸發方式每間隔一定間隔對目標進行一次寬帶掃頻測量，同時實時調節天線的照射角度，保證持續照射目標中心位置，獲取目標與環境散射回波信號V(k,z)，直至完成預定行程；獲取的目標回波信號V(k,z)為二維信號，一維隨波數k變化，一維隨天線位置z變化。

4.如權利要求1所述的基于近場豎直向SAR成像的目標與環境耦合分析方法，其特征在于，所述的S3中，按照公式(2)對目標回波信號V(k,z)進行近場校正成像處理，獲取豎直向-徑向距離平面內目標二維強散射中心分布圖像；

式中，為天線位于不同掃描位置處獲取的一維距離像；(x,z)為天線坐標值；(x′,z′)為目標散射中心坐標值；j為虛數單位；H為測試天線位于掃描行程中心時距背景環境的距離；h為目標中心距背景環境的距離；X₀為天線與目標中心之間的水平距離；B為掃頻帶寬；k_B為寬帶掃頻信號對應的波數差；C為光速；z₁為掃描行程起始位置，以掃描行程中心為0點；z₂為掃描行程終止位置；l_s為強散射中心與天線實際相對運動軌跡；G為天線方向圖；為天線中心與目標強散射中心之間形成的入射角度；為天線中心對目標中心的入射角度；k為波數，λ為電磁波波長；k_min為該波段內最低頻率對應的波數；V(k,z)為目標回波信號；為坐標為(x′,z′)二維像點散射矢量。

5.如權利要求1所述的基于近場豎直向SAR成像的目標與環境耦合分析方法，其特征在于，所述的S4中，根據S3獲取的目標與環境豎直向SAR圖像，分別識別目標、環境以及耦合散射，并進行耦合形成機理分析，具體包含以下步驟：

S41，目標散射中心識別：根據高頻散射機理分析目標主要部件散射特性，結合各部件間相互位置關系，在SAR圖像中識別目標對應的散射中心；

S42，環境散射中心識別：在豎直向SAR圖像中，背景環境散射表現為一條亮線，其亮度取決于背景環境后向散射強度；

S43，耦合散射中心識別：目標與背景環境耦合主要由二次散射和三次散射形成，其中二次散射路徑為：天線-目標-環境-天線，三次散射路徑為：天線-環境-目標-環境-天線；針對S41中得到的目標散射中心，由二次散射形成的耦合位于該目標散射中心下方代表背景環境的亮線上，距目標散射中心距離為h，得目標高度；由三次散射形成的耦合位于該目標散射中心下方距離2h處，得鏡像位置；

S44，按照S43方法，根據目標散射中心是否在對應位置存在耦合散射中心，依次判斷其代表的目標主要部件是否與環境形成二次、三次強耦合，并給出強耦合散射中心的空間分布情況。