[發明專利]一站固定雙站低頻超寬帶SAR運動目標檢測與成像方法

有效

• 申請號: 202110406679.4
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN112946650B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 謝洪途;梁康;王國倩
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 劉俊

1.一種一站固定雙站低頻超寬帶SAR運動目標檢測與成像方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：場景回波信號仿真；步驟S1中，已知雙站低頻超寬帶SAR的信號中心頻率為fc，脈沖重復頻率為p_rf，帶寬為B，信號調頻率為Kr，設直角坐標系原點為地面上與慢時間t＝0時刻運動站參考通道垂直的點，坐標軸分別為X軸、Y軸和Z軸，運動站以速度V沿著X軸運動，則運動站在慢時間t＝0時刻的位置為(0,0,H_M)，在慢時間t時刻的位置為(Vt,0,H_M)，設固定站的坐標為(0,Y_S,H_S)，P為成像場景中的任意運動目標，設其在慢時間t＝0時刻的位置為(x,y,0)，速度為v，其在方位向和距離向的速度分量分別為v_x和v_y，則其在t時刻的位置為(x+v_xt，y+v_yt,0)，在慢時間t時刻，運動目標P到發射機與接收機的距離分別為R_S(t)和R_M(t)，則運動目標P到發射機與接收機的雙站距離歷程之和R_b(t)為：

S2：多通道靜止目標雜波信號抑制；所述步驟S2中，對場景回波信號進行距離壓縮，對距離壓縮后的回波信號進行方位向FFT變換，方位向多普勒的旁瓣水平會受到天線方向圖的限制；如果旁瓣水平較高，雜波會掩蓋運動目標回波的主瓣頻譜，從而引起弱運動目標的檢測能力下降，通過在方位向傅里葉變換之前，進行頻域加窗處理，從而抑制旁瓣，但是加窗同時會造成多普勒譜展寬，使得最小可檢測速度增大，為此進行對回波數據進行距離壓縮時加Kaiser窗處理來抑制旁瓣并使壓縮脈沖的主瓣能量最大，加窗和距離壓縮的過程為：

s₁(τ,t)＝IFFT_r{FFT_r{s(τ,t)}·H_r(f_τ)}

其中，W_k(f_τ)為頻域中的Kaiser窗，β是可調整的平滑系數，I₀是標準的零階貝塞爾函數，H_r(f_τ)表示加Kaiser窗后的距離向頻域匹配濾波函數，FFT_r/IFFT_r表示距離向快速傅里葉變換/逆變換；

對于帶有雙通道的一站固定雙站低頻超寬帶SAR系統，設其前一通道即通道1為參考通道，兩個通道在t₁時刻接收回波信號時，通道1的接收相位中心在O₁處，后一通道即通道2的接收相位中心在O₂處；則在發射平臺發射m個脈沖之后的t₂時刻，通道2的接收相位中心來到了t₁時刻通道1的接收相位中心O₁處；對于靜目標而言，由于發射站靜止，當通道2運動到原來通道1的位置時，通道2接收到的回波信號與t₁時刻通道1接收到的回波信號是相同的；而對于運動目標，由于其存在距離向和方位向的速度，發射機發射m個脈沖之后運動目標的位置已經發生了變化，所以通道1和通道2接收到的動目標信息是不同的；將兩個通道接收到的回波相減，即可消除靜止目標雜波信號，而不會消除運動目標信號；

由于發射機發射m個脈沖之后的t₂時刻，通道2的接收相位中心來到了t₁時刻通道1的接收相位中心O₁處，因此可知兩接收通道之間的距離關系需滿足的條件為：

其中m為正整數，則t₂＝t₁+d/V；

將距離壓縮后的回波信號幅度用A₁表示，并進行距離向快速傅里葉變換處理，信號變為：

則通道1在t₁時刻和通道2在t₂時刻接收到的信號分別為：

在上面兩式中，若目標靜止則R_b(t₁)＝R_b(t₂)，所以S₁(f_τ,t₁)＝S₂(f_τ,t₂)，將通道2回波信號作差后可完全消除；

S3：運動目標頻域成像處理。