[發明專利]合成孔徑雷達成像方法及系統

有效

• 申請號: 202110785469.0
• 申請日: 2021-07-12
• 公開（公告）號: CN113514830B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 黃鶴;黃鵬輝;劉興釗
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發明提供了一種合成孔徑雷達成像方法及系統，包括以下步驟：步驟S1：確定雷達的高度H、速度v、距離調頻率K_r以及發射的捷變PRF波形，求解地面散射點的瞬時斜距；步驟S2：根據求解的瞬時斜距及發射的捷變脈沖重復頻率信號建立雷達的回波信號模型；步驟S3：對雷達信號進行距離脈沖壓縮；步驟S4：對距離脈沖壓縮后的信號進行廣義尺度變換操作，將非均勻信號恢復成均勻采樣網格信號；步驟S5：對恢復后的信號進行距離徙動校正及方位壓縮，獲得成像結果。本發明考慮了距離包絡徙動的影響，能夠精確的對非均勻采樣信號恢復及SAR成像，本方法的輸出具有較高的信噪比。

技術領域

本發明涉及合成孔徑雷達成像領域，具體地，涉及合成孔徑雷達成像方法及系統，尤其是一種基于廣義尺度變換的捷變脈沖重復頻率模式下合成孔徑雷達成像方法及系統。

背景技術

傳統雷達成像系統的脈沖重復間隔視固定的，導致了固定的距離盲區，造成觀測區域的不連續性。捷變脈沖重復頻率采樣技術可有效的打亂固定距離盲區，是一種解決固定距離盲區的有效手段。但變化的脈沖重復間隔導致了非均勻的采樣信號，若直接進行雷達成像處理會存在多普勒模糊現象，使得雷達成像質量下降。因此，對捷變脈沖重復頻率采樣的雷達數據進行傳統的雷達成像處理前，需要進行數據恢復處理。

在公開號為CN112834992A的中國發明專利申請文件中，公開了一種脈沖多普勒雷達的信號處理方法、裝置及存儲介質，該方法包括循環發射一個脈組，脈組包括多個不同頻率編碼的發射脈沖；接收響應脈組返回的回波信號；使用匹配濾波器組對回波信號進行依次匹配濾波，進行不同距離模糊區域的分離；利用Keystone變換方法對每個距離模糊區域進行距離走動的校正；遍歷預設范圍內的多普勒模糊數進行多普勒模糊數補償；根據多普勒模糊數補償后的相參積累結果的峰值大小，確定對應的多普勒模糊數，完成多普勒解模糊。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種合成孔徑雷達成像方法及系統。

根據本發明提供的一種合成孔徑雷達成像方法，包括以下步驟：

步驟S1：確定雷達的高度H、速度v、距離調頻率K_r以及發射的捷變PRF波形，求解地面散射點的瞬時斜距；

步驟S2：根據求解的瞬時斜距及發射的捷變脈沖重復頻率信號建立雷達的回波信號模型；

步驟S3：對雷達信號進行距離脈沖壓縮；

步驟S4：對距離脈沖壓縮后的信號進行廣義尺度變換操作，將非均勻信號恢復成均勻采樣網格信號；

步驟S5：對恢復后的信號利用距離徙動校正函數進行距離徙動校正，利用RD算法進行方位壓縮，獲得成像結果。

優選的，所述步驟S1中的瞬時斜距表達式具體為：

式中，v、H、θ₀分別表示雷達速度、雷達高度、波束中心下視角、波束中心方位角，表示目標離航線的最近斜距，t_m表示非均勻的方位慢時間，是均勻時間基與偏移量的組合，即：

t_m＝τ_m+γ_m=mPRI_mean+γ'_mPRI_mean

其中，m=1,2,…,M；m表示均勻時間基，M為方位脈沖數，0≤γ′_m＜1表示第m個脈沖的偏移量的基，τ_m表示均勻采樣的第m個脈沖的方位慢時間，γ_m表示第m個脈沖的隨機偏移時間，PRI_mean表示平均的脈沖重復間隔。

優選的，所述步驟S2中雷達的回波信號模型具體為：