[發明專利]基于進退法和黃金分割法的SAR運動目標聚焦方法

有效

• 申請號: 202011109017.2
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112415512B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 閆賀;陳超;劉惠欣;黃佳;李睿安;徐星;侯倩茹
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S13/58;G01S13/28
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 施昊

1.基于進退法和黃金分割法的SAR運動目標聚焦方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)對雷達接收的回波進行距離向脈沖壓縮；

(2)基于步驟(1)得到的經距離向脈沖壓縮的回波信號，構造距離徙動校正函數和方位向匹配濾波器，分別將距離向速度和方位向速度與信號幅值的對應關系看成單峰函數形式，采用進退法確定距離向速度和方位向速度的搜索區間，再使用黃金分割法進一步估計距離向速度和方位向速度；

經距離向脈沖壓縮的回波信號表達式如下：

s(t,τ)＝σB_r·W_a(t)exp[-j4πr(t)/λ]sinc{πB_r[τ-2r(t)/c]}

上式中，s(t,τ)表示經距離向脈沖壓縮后的回波信號，τ是距離向的快時間變量，t是方位向的慢時間變量，B_r是距離向帶寬，σ是點目標的后向散射系數，W_a(t)表示雷達天線增益，r(t)表示運動目標與天線相位中心的瞬時距離，c表示光速，λ表示波長，j表示虛數單位；

步驟(2)的具體過程如下：

(2-1)將距離向脈沖壓縮后的回波進行距離向FFT，將數據變換到距離頻率-方位時間域，并根據給定的距離向速度初始值v_y0、方位向速度初始值v_x0計算得出多普勒中心多普勒調頻率構造距離徙動校正函數，其中，y₀表示載機的起始點縱坐標，v表示載機飛行速度，λ表示波長，r₀表示雷達作用距離；

(2-2)設計方位向匹配濾波器進行濾波，再經過距離向IFFT，實現對運動目標的成像，計算初始值v_y0、v_x0下的目標幅值Z₀＝Z(v_x0,v_y0)，其中，Z(v_x0,v_y0)表示與初始值v_y0、v_x0相關的函數關系；

(2-3)給定步長s，使用進退法確定距離向速度搜索區間；此時距離向搜索速度v_y1＝v_y0+s，多普勒中心為方位向速度不變，計算v_y1、v_x0下的目標幅值Z₁，比較Z₀與Z₁的大小，如果Z₀小于Z₁，前進2s，計算v_y2＝v_y1+2s下的目標幅值Z₂，繼續比較Z₂與Z₁的大小，如果Z₁小于Z₂，重復前述步驟，直至Z_n大于Z_n+1，則距離向速度搜索區間為[v_y0,v_yn+1]；如果Z₀大于Z₁，后退2s，計算v_y2＝v_y0-2s下的目標幅值Z₂，繼續比較Z₂與Z₁的大小，如果Z₂大于Z₁，重復前述步驟，直至Z_n+1小于Z_n，則距離向速度搜索區間為[v_yn+1,v_y0]；

(2-4)基于黃金分割法估計距離向速度；將步驟(2-3)得到的距離向速度搜索區間[v_y0,v_yn+1]或[v_yn+1,v_y0]記作[a₀,b₀]，取兩點a＝a₀+0.382×(b₀-a₀)，b＝b₀+0.618×(b₀-a₀)，計算幅值Z(v_x0,a)和Z(v_x0,b)并比較大小，如果Z(v_x0,a)＞Z(v_x0,b)，令b₀＝b,b＝a,a＝a₀+0.382×(b₀-a₀)；如果Z(v_x0,a)＜Z(v_x0,b)，令a₀＝a,a＝b,b＝a₀+0.618×(b₀-a₀)，在保留下來的區間[a,b]上迭代上述過程，直到|b-a|e或|Z(v_x0,b)-Z(v_x0,a)|＜e，得到估計的距離向速度v_y＝(a+b)/2，其中，e為預設精度；

(2-5)參照步驟(2-3)和(2-4)，給定步長h，令方位向搜索速度v_x1＝v_x0+h，多普勒調頻率距離向速度為步驟(2-4)得到的估計值v_y，使用進退法確定方位向速度搜索區間并基于黃金分割法得到估計的方位向速度v_x。