[發明專利]一種適用于任意子孔徑長度的PFA成像方法

有效

• 申請號: 202110377308.8
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN112946649B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 武俊杰;宋月;海宇;毛馨玉;繆宇軒;李中余;楊建宇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/41
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

1.一種適用于任意子孔徑長度的PFA成像方法，具體包括如下步驟：

S1.系統參數初始化，所述參數包括：發射信號時寬、帶寬、系統采樣率、發射信號載頻、脈沖重復頻率、方位向照射時間；

S2.回波錄取，對每個子孔徑的回波進行錄取并解調到基帶，得到子孔徑回波信號為：s_sub(τ,η；x,y；i)，其中，τ為快時間變量，η為慢時間變量，i為子孔徑編號，x,y分別為目標在成像坐標系中的二維坐標；

S3.子孔徑粗成像，具體過程如下：

S31.對步驟S2得到的子孔徑回波進行距離向傅里葉變換，即S_sub(f_τ,η；x,y；i)＝FFT_ran{s_sub(τ,η；x,y；i)}，其中，FFT_ran表示距離向快速傅里葉變換運算，f_τ為快時間頻率；

S32.構建子孔徑參考相位，在成像處理中，將成像坐標系的中心點設為參考點，根據每一個子孔徑參考點的距離歷史在距離頻域構建該子孔徑的二維參考相位其中，R_i(η；0,0)為每一個子孔徑參考點的距離歷史，場景參考點為成像坐標原點，f_c是發射信號的載頻，Kr為系統調頻率；

S33.距離頻域參考點匹配濾波，對步驟S31和步驟S32得到的子孔徑回波與參考相位在距離頻域進行相乘，得到子孔徑粗成像結果其中，ΔR_i(η；x,y)＝R_i(η；x,y)-R_i(η；0,0)，表示成像場景中目標與參考點的距離歷史差，其中R₀是平臺中心時刻的位置，v是平臺的速度，a是平臺的加速度，η_i是每一個子孔徑對應的慢時間變量；

S4.子孔徑波數映射，具體過程如下：

S41.根據子孔徑距離歷史，可以得到子孔徑的波數譜為：

其中，

S42.對步驟S41的波數譜進行旋轉，即

[k_pi,k_qi]＝[k_xi,k_yi]A

其中，θ是二維分辨的夾角；

S43.將要融合成像的子孔徑波數譜進行拼接，得到全孔徑波數譜

k_p＝[k_p1,k_p2...k_pi]

k_q＝[k_q1,k_q2...k_qi]

S44.根據步驟S43的波數譜，對步驟S33的結果進行波數映射，即，

S_ksub(k_p,k_q；x,y；i)＝K{S_subref(f_τ,η；x,y；i)}，其中，K{·}為波數映射；

S5.全孔徑成像，具體如下

S51.對步驟S44的結果進行子孔徑波數譜疊加，得到全孔徑波數譜，即，

S_k1(k_p,k_q；x,y)＝sum(S_ksub(k_p,k_q；x,y；i))，其中，sum{}表示子孔徑波數譜累加；

S52.對全孔徑波數域信號進行二維傅里葉變換得到成像結果，即，

其中分別表示沿k_p,k_q方向進行快速傅里葉變換；

S6.運動誤差補償，具體過程如下：

S61.對步驟S5得到的成像結果使用PGA沿方位向進行運動誤差估計，得到由運動誤差導致的方位向相位誤差Φ_e；

S62.對步驟S5進行方位傅里葉變換后補償誤差相位，得到運動補償結果，即

其中，表示方位向逆傅里葉變換。

2.根據權利要求1所述的適用于任意子孔徑長度的PFA成像方法，其特征在于，所述的子孔徑回波信號具體為：

其中，w_r(·),w_a(·)分別表示距離向和方位向窗函數，η_c為各個目標的孔徑中心時刻。