[發(fā)明專利]基于天線方向圖補償?shù)闹本€合成孔徑雷達成像方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010816258.4
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN112034459A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王鵬宇;宋千
• 申請（專利權(quán)）人: 宋千;王鵬宇
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/41
• 代理公司: 長沙楚為知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43217
• 代理人: 李大為

1.一種基于天線方向圖補償?shù)闹本€合成孔徑雷達成像方法，其特征在于，包括步驟：

S1、對直線合成孔徑雷達天線方向圖進行精確測量，獲得雷達天線相位特性矩陣；

S2、對雷達探測區(qū)域進行成像網(wǎng)絡(luò)剖分，形成若干成像像素點；確定直線合成孔徑雷達的所有直線合成孔徑位置；

S3、獲取所述直線合成孔徑雷達在單一所述直線合成孔徑上波束照射范圍內(nèi)的所有所述成像像素點，計算每個所述成像像素點與所述直線合成孔徑之間的距離延遲、方位角與俯仰角；

S4、根據(jù)步驟S3中每個所述成像像素點的所述方位角和所述俯仰角結(jié)合所述雷達天線相位特性矩陣計算得到每個像素點的相位補償因子；多個所述相位補償因子形成相位補償矩陣；

S5、所述直線合成孔徑雷達對每個所述成像像素點的采樣回波進行脈沖壓縮處理得到所述一維距離像；

S6、根據(jù)所述距離延遲將所述一維距離像中的復(fù)數(shù)值投影至相應(yīng)的所述成像像素點，同時對所述成像像素點進行多普勒相位和剩余視頻相位的空變補償，得到所述成像像素點的補償圖像；

S7、將得到所述補償圖像與所述相位補償矩陣進行復(fù)共軛相乘，得到所述直線合成孔徑的所述子圖像；

S8、將步驟S2中確定的所有所述直線合成孔徑均執(zhí)行步驟S3-S7，將各個所述直線合成孔徑得到的所述子圖像進行相干疊加得到最終成像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于天線方向圖補償?shù)闹本€合成孔徑雷達成像方法，其特征在于，所述步驟S5中，所述一維距離像的獲取步驟為：

S51、所述直線合成孔徑雷達對采樣回波進行混頻和幅度歸一化后，得到差頻信號；

S52、進而對所述差頻信號進行傅立葉變換后得到采樣回波頻譜；

S53、再根據(jù)頻率與目標(biāo)距離的對應(yīng)關(guān)系，得到所述采樣回波的一維距離像。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于天線方向圖補償?shù)闹本€合成孔徑雷達成像方法，其特征在于，所述步驟S51中，所述差頻信號的求解公式為：

所述采樣回波信號表達式為：

其中，t為時刻；R為時刻t直線合成孔徑雷達到目標(biāo)的瞬時距離；c為光速；T_P為信號脈沖；K_r表示調(diào)頻斜率；α為方位角；β為俯仰角；ω(α,β)為天線相位因子，即在方位角α和俯仰角β方向上天線的相位值；

所述差頻信號的表達式為：

其中，f_c為發(fā)射信號的載頻。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于天線方向圖補償?shù)闹本€合成孔徑雷達成像方法，其特征在于，所述步驟S52中，所述采樣回波頻譜的表達式為：

其中，f為傅立葉頻率。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于天線方向圖補償?shù)闹本€合成孔徑雷達成像方法，其特征在于，所述步驟S53中，所述頻率與目標(biāo)距離的對應(yīng)關(guān)系表達是為：

f＝2rK_r/c；

其中，f為頻率；K_r表示調(diào)頻斜率；c為光速；r為目標(biāo)距離。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于天線方向圖補償?shù)闹本€合成孔徑雷達成像方法，其特征在于，所述一維距離像的表達式為：

其中，r為目標(biāo)距離；K_r表示調(diào)頻斜率；c為光速；ω(α,β)為天線相位因子；R為時刻t直線合成孔徑雷達到目標(biāo)的瞬時距離。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于天線方向圖補償?shù)闹本€合成孔徑雷達成像方法，其特征在于，在所述步驟S2中，所述直線合成孔徑的數(shù)量根據(jù)方位采樣間隔和雷達掃描探測范圍確定。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于天線方向圖補償?shù)闹本€合成孔徑雷達成像方法，其特征在于，在所述步驟S3中，在計算所述成像像素點的俯仰角時，疊加當(dāng)前雷達天線探測俯視角進行計算。