[發(fā)明專利]一種基于抽樣序列長度約束條件下的SAR成像方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011144087.1
• 申請(qǐng)日: 2020-10-23
• 公開（公告）號(hào): CN112305541A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王振力;王群;馬如坡;印杰;郁燁;劉家銀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇警官學(xué)院
• 主分類號(hào): G01S13/90
• 分類號(hào): G01S13/90
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 郭楠

1.一種基于抽樣序列長度約束條件下的SAR成像方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)SAR回波信號(hào)應(yīng)用分?jǐn)?shù)階Fourier變換的階數(shù)計(jì)算；

(2)設(shè)定抽樣序列長度約束條件；

(3)高分辨SAR成像方法的構(gòu)建。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于抽樣序列長度約束條件下的SAR成像方法，其特征在于：步驟(1)包括以下內(nèi)容：

(1.1)信號(hào)模型構(gòu)建

假定SAR在任意位置發(fā)射的LFM信號(hào)如式(1)所示：

其中τ為快時(shí)間變量，T_r為脈沖寬度，f_c為載波頻率，κ_r為SAR回波信號(hào)的調(diào)頻率，c為光速，rect(·)為矩形窗函數(shù)；

(1.2)分?jǐn)?shù)階Fourier變換定義式

連續(xù)信號(hào)f(x)的分?jǐn)?shù)階Fourier變換定義式為

其中K_α(u,x)為分?jǐn)?shù)階Fourier變換的核函數(shù)，α為旋轉(zhuǎn)角度且μ為分?jǐn)?shù)階Fourier變換的階數(shù)；

(1.3)方位向最優(yōu)階數(shù)計(jì)算

SAR方位向回波信號(hào)近似為LFM信號(hào)，如式(3)所示：

s_a(t)＝W_a(t)exp(j2πf_dct+jπκ_at²) (3)

其中f_dc為多普勒中心頻率，κ_a為方位向調(diào)頻率，W_a(t)＝rect(t/T_a),T_a為合成孔徑時(shí)間；根據(jù)式(2)和式(3)進(jìn)行變換分析計(jì)算SAR方位向回波信號(hào)運(yùn)用分?jǐn)?shù)階Fourier變換時(shí)的最優(yōu)階數(shù)為

其中arctan(·)為反正切函數(shù)，N_a為方位向抽樣序列長度，F(xiàn)_a為方位向抽樣頻率；

(1.4)距離向最優(yōu)階數(shù)計(jì)算

根據(jù)式(1)和式(2)進(jìn)行變換分析計(jì)算SAR距離向回波信號(hào)，運(yùn)用分?jǐn)?shù)階Fourier變換時(shí)的最優(yōu)階數(shù)為

其中N_r為距離向抽樣序列長度，F(xiàn)_r為距離向抽樣頻率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于抽樣序列長度約束條件下的SAR成像方法，其特征在于：步驟(2)包括以下內(nèi)容：

(2.1)初始序列長度設(shè)定

設(shè)PRF表示脈沖重復(fù)頻率(Pulse Repetition Frequency)，則距離向初始序列長度方位向初始序列長度分別如式(6)和式(7)所示：

其中INT[·]表示取整函數(shù)，γ、δ表示變常數(shù)，在機(jī)載SAR成像時(shí)取γ＝1.2、δ＝1.2；

(2.2)最佳抽樣序列長度確定

分別以初始序列數(shù)值為中心，在一定范圍內(nèi)改變(增大或減小)抽樣序列長度，觀察SAR圖像分辨率，同時(shí)結(jié)合圖像的性能評(píng)估指標(biāo)，最終確定最佳的抽樣序列長度計(jì)算表達(dá)式，分別如式(8)、式(9)所示：

其中argmin[·]表示使目標(biāo)函數(shù)取最小值時(shí)的變量值；表示距離向最佳抽樣序列長度、表示方位向最佳抽樣序列長度，相應(yīng)使得距離向分辨率ρ_r、方位向分辨率ρ_a達(dá)到最小值；N_r表示可變的距離向，N_a表示方位向抽樣序列長度；PSLR(N_r)表示N_r變化時(shí)的距離向峰值旁瓣比，ISLR(N_r)表示N_r變化時(shí)的積分旁瓣比；PSLR(N_a)表示N_a變化時(shí)的方位向峰值旁瓣比，ISLR(N_a)表示N_a變化時(shí)的積分旁瓣比；式(8)和式(9)分別表示在尋求分辨率最小值的情況下獲得|PSLR|和|ISLR|的最大值。