[發(fā)明專利]一站固定雙站低頻超寬帶SAR運(yùn)動目標(biāo)檢測與成像方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110406679.4
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN112946650B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝洪途;梁康;王國倩
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 劉俊

本發(fā)明提供一種一站固定雙站低頻超寬帶SAR運(yùn)動目標(biāo)檢測與成像方法，該方法采用多通道靜止目標(biāo)雜波抑制方法對運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行檢測、采用頻域成像方法對靜止目標(biāo)雜波抑制后的回波信號進(jìn)行成像處理，能夠有效的抑制靜止目標(biāo)雜波并具有很高的成像效率；一站固定雙站低頻超寬帶SAR結(jié)構(gòu)相對簡單，由于發(fā)射站固定，當(dāng)不同通道運(yùn)動到參考通道先前位置時等效相位中心沒有發(fā)生偏移，因此不需要對各通道回波信號做相位補(bǔ)償處理，使得方法更加簡單。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種一站固定雙站低頻超寬帶SAR運(yùn)動目標(biāo)檢測與成像方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前，現(xiàn)代化戰(zhàn)場是一個信息化戰(zhàn)場，對戰(zhàn)場信息掌握得越多，則對局勢的把握和做出的決策就能更加準(zhǔn)確。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，作戰(zhàn)雙方越來越重視對己方軍事目標(biāo)的隱蔽，同時我國邊境地理形勢復(fù)雜、很多區(qū)域叢林密布，常規(guī)雷達(dá)系統(tǒng)難以對叢林中的隱蔽目標(biāo)進(jìn)行有效地探測和偵察。因此，對隱蔽目標(biāo)探測技術(shù)的研究能為我國叢林探測偵察裝備的研制提供重要的理論和技術(shù)支持，能在作戰(zhàn)時提供豐富的叢林隱蔽地面目標(biāo)信息，具有重要的軍事意義。

然而，在實際作戰(zhàn)中，僅僅獲取地面靜止目標(biāo)信息已經(jīng)不能滿足戰(zhàn)場的需求，為了及時發(fā)現(xiàn)敵方軍事意圖以便于對我方的軍事部署做出調(diào)整，對戰(zhàn)場中運(yùn)動目標(biāo)信息(如坦克、裝甲車、運(yùn)輸車以及作戰(zhàn)人員等)的偵察顯得越來越重要。相對于隱蔽地面靜止目標(biāo)而言，隱蔽地面運(yùn)動目標(biāo)具有較為復(fù)雜的運(yùn)動狀態(tài)，因此對叢林環(huán)境下的隱蔽地面運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行檢測和成像面臨著更為嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

低頻超寬帶合成孔徑雷達(dá)(SAR)由于工作頻率較低、波長較長，因此具有良好的葉簇穿透探測性能和高分辨成像能力，適用于對隱蔽目標(biāo)的探測和偵察。目前，國內(nèi)外對低頻超寬帶SAR系統(tǒng)的研制主要集中于單站模式，而對雙站低頻超寬帶SAR系統(tǒng)的研制較少。雙站低頻超寬帶SAR結(jié)合了雙站SAR和低頻超寬帶SAR的優(yōu)勢，具備了較高安全性和較強(qiáng)抗干擾能力，同時也具有探測距離大、合成孔徑較短、對隱蔽(運(yùn)動)目標(biāo)探測偵察能力強(qiáng)的特點，能夠滿足對戰(zhàn)場隱蔽目標(biāo)高分辨率探測與偵察的需求。

但是，現(xiàn)有的雙站低頻超寬帶SAR基本是針對靜止目標(biāo)設(shè)計的，在作戰(zhàn)時雖然也能夠提供豐富的地面信息，但是卻不能對運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行有效地成像。由于運(yùn)動目標(biāo)存在復(fù)雜的運(yùn)動狀態(tài)，因此對運(yùn)動目標(biāo)的檢測與成像的難度更大，如對運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行檢測時怎樣有效消除靜止目標(biāo)雜波、如何校正由于目標(biāo)運(yùn)動而產(chǎn)生的更加復(fù)雜的距離徙動等。

目前，現(xiàn)有的運(yùn)動目標(biāo)檢測方法大致可分為兩大類：第一大類是根據(jù)運(yùn)動目標(biāo)回波信號的特性來描述，這類方法主要應(yīng)用在單通道SAR系統(tǒng)中；第二大類方法是從雜波抑制的角度考慮的，這類方法主要應(yīng)用在多通道SAR系統(tǒng)中。單通道SAR系統(tǒng)抑制靜止雜波的方法一般為采用濾波器濾波(如頻域濾波)，原理較為簡單且易于實現(xiàn)。但是，單通道SAR系統(tǒng)主要存在幾點不足：(1)對于淹沒在主瓣雜波譜內(nèi)的慢速運(yùn)動目標(biāo)不易檢測；(2)要求脈沖重復(fù)頻率(PRF)較高；(3)不能精確地確定運(yùn)動目標(biāo)方位向位置。而現(xiàn)有的多通道靜止雜波抑制方法(如雙通道的相位中心偏置天線技術(shù)、三通道的空時自適應(yīng)處理等)僅適用于接收機(jī)和發(fā)射機(jī)均在運(yùn)動情況下的單站模式或者平飛/順飛雙站模式等，而對于一站固定模式的雙站低頻超帶寬SAR并不能直接應(yīng)用。

多通道靜止雜波抑制方法不僅可以克服單通道的不足，而且多通道能接收更多的回波信息，得到的成像結(jié)果精度更高。單站模式或平飛/順飛雙站模式由于接收機(jī)、發(fā)射機(jī)均在運(yùn)動，因此在應(yīng)用多通道回波信息進(jìn)行靜止目標(biāo)雜波抑制時需要對多個信號的相位中心進(jìn)行校正。而一站固定雙站低頻超帶寬SAR中由于存在固定站(接收機(jī)或發(fā)射機(jī))，所以不需要對信號的相位中心進(jìn)行校正。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種一站固定雙站低頻超寬帶SAR運(yùn)動目標(biāo)檢測與成像方法，該方法可克服現(xiàn)有單站SAR或雙站SAR的多通道靜止目標(biāo)雜波抑制方法不能直接應(yīng)用于一站固定雙站低頻超寬帶SAR靜止目標(biāo)雜波抑制的處理問題。

為了達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：