[發明專利]一種星載合成孔徑雷達距離模糊抑制方法

有效

• 申請號: 202011449362.0
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112698329B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 郭彩虹;徐安林;馮錦;張旭
• 申請（專利權）人: 航天東方紅衛星有限公司
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/292
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張曉飛

本發明一種星載合成孔徑雷達距離模糊抑制方法，分別針對星載SAR系統信號體制和信號處理的兩個方面，先采用正負調頻斜率發射線性調頻信號，再對接收信號分兩次壓縮處理：第一次距離壓縮針對模糊區目標進行匹配濾波，并濾除模糊區主要能量后再反演至時域回波；第二次距離壓縮針對主瓣區域目標進行匹配濾波以及后續方位壓縮，并完成二維聚焦成像。這種方法能夠有效減弱主要模糊區目標信號對主瓣區域目標的干擾，并很好地保持了主瓣區目標的聚焦效果和能量，距離模糊抑制明顯。最后通過實例分析，進一步詳細描述了本方法的實施過程。

技術領域

本發明涉及雷達技術領域，具體地說，是指一種星載合成孔徑雷達(簡稱SAR)的距離模糊抑制方法。

背景技術

星載合成孔徑雷達通常采用脈沖工作體制，隨著分辨率的不斷提高，需要采用較高的雷達脈沖重復頻率，因而不可避免的存在多個距離模糊區。位于距離模糊區的強目標會混入主瓣區的有用回波信號中，回波信號經過成像處理之后，在SAR圖像中形成明顯的虛假目標，嚴重影響SAR圖像的應用。因此距離模糊度指標是星載SAR總體性能的重要指標之一。

目前改善距離模糊的研究主要集中在星載SAR系統設計方面，通過波位設計優化、相位編碼、正負調頻、數字波束形成等技術來降低距離模糊。雖然總體來說通過優化脈沖重復頻率等波位參數設計有可能獲得較好的距離模糊度，但方位模糊度和距離模糊度指標也往往相互制約，因而距離模糊度指標在系統設計時受限因素較多。

與此同時一旦距離模糊區的目標信號混入到主瓣區目標會中，如果通過數據處理的手段能夠降低距離模糊影響的話，可以較大程度緩解方位模糊和距離模糊相互制約的矛盾，改善SAR圖像質量。而在數據處理時實現對距離模糊信號的抑制，首先需要解決模糊信號的檢測和識別，這在實際應用中時極為困難的。原因在于，位于距離模糊區的強點目標經過成像處理后往往是散焦狀態，能量較為分散，難以有效區分。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，為了抑制距離模糊對星載SAR圖像的影響，在系統信號體制和信號處理兩個方面，提出一種綜合距離模糊抑制方法，即雷達采用正負調頻斜率發射線性調頻信號，對接收信號分兩次壓縮處理：第一次距離壓縮針對模糊區目標進行匹配濾波，并濾除模糊區主要能量后再反演至時域回波；第二次距離壓縮針對主瓣區域目標進行匹配濾波以及后續方位壓縮，并完成二維聚焦成像。這種方法能夠有效減弱主要模糊區目標信號對主瓣區域目標的干擾，并較大程度地保持主瓣區目標的聚焦效果和能量，有效改善圖像質量。

本發明的技術方案是：一種星載合成孔徑雷達距離模糊抑制方法，適用于脈沖重復頻率高于2000Hz的星載SAR，且距離模糊區的僅考慮+1和-1距離模糊區，步驟如下：

(1)生成基于發射正負調頻斜率捷變的回波信號；

(2)進行面向距離模糊區目標聚焦的一次距離向壓縮；

(3)進行距離模糊區目標信號濾除及回波還原；

(4)進行面向主瓣區目標聚焦的二次距離壓縮及聚焦成像。

所述步驟(1)的過程為：雷達逐脈沖發射線性調頻信號時，調頻斜率的極性按照正、負交替選擇，發射脈沖信號經過主瓣目標和模糊區目標反射后，接收機經過信號接收、解調以及采樣后得到雷達回波信號。

所述步驟(1)的具體過程如下：

11)假設發射線性調頻信號脈沖的編號為i，i為大于1的正整數，按照公式(1)設置第i個脈沖的調頻斜率k_i

k_i＝(-1)^i-1k??????????????????(1)

其中k為發射信號帶寬B_w與時寬τ_p之比，即