[發(fā)明專利]TOPS SAR系統(tǒng)的通道相位偏差估計方法和裝置在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202011248769.7 | 申請日： | 2020-11-10 |
| 公開（公告）號： | CN112379379A | 公開（公告）日： | 2021-02-19 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李寧;王寬;張漢卿;趙建輝;郭拯危 | 申請（專利權(quán)）人： | 河南大學(xué) |
| 主分類號： | G01S13/90 | 分類號： | G01S13/90;G01S7/41 |
| 代理公司： | 北京五洲洋和知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11387 | 代理人： | 劉春成;劉素霞 |
| 地址： | 475000 河*** | 國省代碼： | 河南;41 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | tops sar 系統(tǒng) 通道 相位 偏差 估計 方法 裝置 | ||
本發(fā)明提供一種TOPS SAR系統(tǒng)的通道相位偏差估計方法和裝置，方法包括：步驟一，獲取TOPS SAR系統(tǒng)中每個通道的回波信號；步驟二，對所述回波信號進(jìn)行“去斜”操作，得到“去斜”后的回波數(shù)據(jù)；步驟三，將所述“去斜”后的回波信號進(jìn)行變換，得到距離?多普勒域的回波信號；步驟四，對所述距離?多普勒域的回波信號進(jìn)行處理，得到重構(gòu)多普勒譜；步驟五，基于對所述重構(gòu)多普勒譜的分析結(jié)果構(gòu)造通道相位偏差目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)；步驟六，通過所述通道相位偏差目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，得到通道相位偏差估計值；通過本申請的TOPS SAR系統(tǒng)的通道相位偏差估計方法，得到相位偏差估計值更加準(zhǔn)確，從而能夠提高聚焦的SAR圖像的質(zhì)量。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于信號處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種TOPS SAR系統(tǒng)的通道相位偏差估計方法和裝置。
背景技術(shù)
通道相位偏差(Channel Phase Bias)是指在星載方位多通道合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar,SAR)系統(tǒng)工作過程中，由于受到處理技術(shù)、溫度、天線位置測量等不準(zhǔn)確因素的影響，造成各通道間的特性不一致。這種不可避免的通道不平衡嚴(yán)重影響數(shù)字波束形成(Digital Beamforming，DBF)技術(shù)的重構(gòu)性能，導(dǎo)致在最終的SAR圖像中存在方位模糊和峰值增益損失，嚴(yán)重地影響圖像質(zhì)量。
目前，針對通道相位偏差估計方法，目前，基于頻譜能量分布的自適應(yīng)加權(quán)最小二乘法可以應(yīng)用于具有波束漸進(jìn)掃描特性的方位多通道SAR模式中，其基于多普勒譜優(yōu)化得到相位偏差，但是該方法對多普勒中心精度非常敏感，穩(wěn)定性難以保證。采用信號子空間和噪聲子空間的正交性可以進(jìn)行相位偏差估計，兩者可以通過特征分解多通道SAR回波信號的協(xié)方差矩陣得到，雖然實現(xiàn)簡單，但是沒有考慮TOPS模式下波束掃描特性對多普勒譜的影響。近幾年，為了保證方位多通道合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar,SAR) 系統(tǒng)的可靠性，通過使用方位互相關(guān)、多重信號分類(Multiple Signal Classification,MUSIC)理論等方法可以對方位多通道條帶SAR系統(tǒng)的通道相位偏差估計進(jìn)行估計，但是都無法適用于具有波束漸進(jìn)掃描特性的方位多通道TOPS SAR系統(tǒng)中。
綜上所述，針對方位多通道TOPS SAR系統(tǒng)的通道相位偏差矯正，提高最終聚焦SAR圖像的質(zhì)量，提出一種適用于方位多通道TOPS SAR系統(tǒng)的通道相位偏差估計的方法是一個亟待解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種TOPS SAR系統(tǒng)的通道相位偏差估計方法和裝置，用以提高SAR圖像的質(zhì)量。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
一種TOPS SAR系統(tǒng)的通道相位偏差估計方法，所述方法包括：
步驟一，獲取TOPS SAR系統(tǒng)中每個通道的回波信號；
步驟二，對所述回波信號進(jìn)行“去斜”操作，得到“去斜”后的回波數(shù)據(jù)；
步驟三，將所述“去斜”后的回波信號變換至距離-多普勒域，得到距離 -多普勒域的回波信號；
步驟四，對所述距離-多普勒域的回波信號進(jìn)行處理，得到重構(gòu)多普勒譜；
步驟五，基于對所述重構(gòu)多普勒譜的分析結(jié)果，構(gòu)造通道相位偏差目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)；
步驟六，通過所述通道相位偏差目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，得到通道相位偏差估計值。
進(jìn)一步的，步驟二中，基于“兩步式”聚焦技術(shù)對所述回波信號進(jìn)行“去斜”操作，得到得到“去斜”后的回波數(shù)據(jù)。
進(jìn)一步的，所述基于“兩步式”聚焦技術(shù)對所述回波信號進(jìn)行“去斜”操作包括：
通過每個通道的方位采樣點數(shù)、每個通道的采樣間隔和TOPS SAR系統(tǒng)中通道個數(shù)構(gòu)建TOPS SAR系統(tǒng)的參考模型；
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- 專利分類
G01S 無線電定向；無線電導(dǎo)航；采用無線電波測距或測速；采用無線電波的反射或再輻射的定位或存在檢測；采用其他波的類似裝置
G01S13-00 使用無線電波的反射或再輻射的系統(tǒng)，例如雷達(dá)系統(tǒng)；利用波的性質(zhì)或波長是無關(guān)的或未指明的波的反射或再輻射的類似系統(tǒng)
G01S13-02 .利用無線電波反射的系統(tǒng)，例如，初級雷達(dá)系統(tǒng)；類似的系統(tǒng)
G01S13-66 .雷達(dá)跟蹤系統(tǒng)；類似系統(tǒng)
G01S13-74 .應(yīng)用無線電波再輻射的系統(tǒng)，例如二次雷達(dá)系統(tǒng)；類似系統(tǒng)
G01S13-86 .雷達(dá)系統(tǒng)與非雷達(dá)系統(tǒng)
G01S13-87 .雷達(dá)系統(tǒng)的組合，例如一次雷達(dá)與二次雷達(dá)
