[發明專利]基于FFBP逆向處理的SAR回波信號快速仿真方法

有效

• 申請號: 202010127691.7
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111352108B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 周松;楊磊;包敏
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/295
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

1.一種基于FFBP逆向處理的SAR回波信號快速仿真方法，其特征在于，所述基于FFBP逆向處理的SAR回波信號快速仿真方法包括：

步驟一，建立信號模型，將笛卡爾坐標系下的場景復圖像投影至極坐標系下，得到極坐標系下的SAR復圖像；

步驟二，將極坐標系下的SAR復圖像進行二維FFT，變換至二維頻域，同時，利用建立的信號模型和波數矢量分解，推導SAR復圖像在極坐標系下的頻譜解析表示式；根據頻譜的解析表示并對應上一級的子孔徑大小，對二維頻域下的圖像信號沿方位頻譜分割成兩部分信號，再對兩部分信號分別進行方位IFFT，得到兩個低分辨的SAR復圖像；

步驟三，對兩個低分辨的SAR復圖像投影至各自的極坐標系，得到低一級方位分辨率的SAR復圖像；

步驟四，重復步驟一-步驟三，不斷獲得方位分辨率逐級降低的SAR復圖像，直到獲得每一個發射脈沖下的SAR回波信號，結束遞歸；

所述步驟二具體包括：

(1)引入一組正交的波數矢量和得到i(ρ,θ)的頻譜解析表示式，將所有距離矢量和波數矢量沿和的方向進行分解，并利用駐相點原理POSP，得到i(ρ,θ)的近似表達式：

i(ρ,θ)≈∫∫σexp[-j(ρ₀-ρ)·K_ρ]exp[-j(θ₀-θ)·K_θ]dK_ρdK_θ；

其中：K_θ＝ρ₀K_ρ⊥，為變量θ對應的頻率，K_ρ為變量ρ對應的頻率，σ表示散射系數；極坐標下SAR復圖像的頻譜表示式為：

I(K_ρ,K_θ)＝σexp(-jρ₀K_ρ)exp(-jθ₀K_θ)；

(2)得到孔徑回波信號，SAR圖像以及頻譜的對應關系；

對全孔徑圖像的頻譜按照對應的孔徑先進行分割方法包括：

(1)將全孔徑信號分成了兩個等長的子孔徑信號，全孔徑信號對應全孔徑SAR圖像，同時全孔徑SAR圖像對應了全孔徑圖像頻譜；

(2)將全孔徑圖像頻譜以K_θ＝0為中心，沿方位頻率向劃分為兩部分，得到子孔徑圖像頻譜1，和子孔徑圖像頻譜2，其中，子孔徑圖像頻譜1上對應子圖像1的頻譜，子圖像1對應了子孔徑1的回波信號，子孔徑圖像頻譜2上對應子圖像2的頻譜，同時，子圖像2對應了子孔徑2的回波信號；

(3)將分割后得到的子孔徑圖像頻譜1和子孔徑圖像頻譜2進行二維IFFT，獲得子孔徑1和子孔徑2對應的子圖像1和子圖像2。

2.如權利要求1所述的基于FFBP逆向處理的SAR回波信號快速仿真方法，其特征在于，所述步驟一建立信號模型，將笛卡爾坐標系下的場景復圖像投影至極坐標系下，得到極坐標系下的SAR復圖像包括：

(1)雷達安裝在移動的飛行平臺上，沿著任意曲線飛行，對于任意時刻t，天線相位中心APC的位置用x_t和y_t表示，其中x_t和y_t是關于t的函數；P₀為雷達照射場景中的任意散射點，在笛卡爾坐標系下，P₀位置用P₀(x₀,y₀)表示，在極坐標系下，P₀位置用P₀(x₀,y₀)；成像采用BP算法，在笛卡爾坐標系下，包含該點的SAR復圖像表示為：

式中，表示APC到P0的距離矢量，表示發射信號對應的波數矢量；表示APC到任意網格的距離矢量，K為的模值，σ表示散射系數；

(2)將表示的SAR復圖像投影至極坐標系下，得到極坐標系下的SAR復圖像i(ρ,θ)。