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高效的星载SAR的地面运动目标成像方法.pdf

摘要
申请专利号:

CN201410143890.1

申请日:

2014.04.10

公开号:

CN103983971A

公开日:

2014.08.13

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01S 13/90申请日:20140410|||公开
IPC分类号: G01S13/90 主分类号: G01S13/90
申请人: 西安电子科技大学
发明人: 王彤; 李永康; 任倩倩; 马南; 张颖
地址: 710071 陕西省西安市太白南路2号
优先权:
专利代理机构: 西安睿通知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 61218 代理人: 惠文轩
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法律状态
申请(专利)号:

太阳城集团CN201410143890.1

授权太阳城集团号:

||||||

法律状态太阳城集团日:

2016.08.24|||2014.10.22|||2014.08.13

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明属于雷达技术领域,涉及星载合成孔径雷达成像方法,公开了一种高效的星载SAR的地面运动目标成像方法,其步骤为:1)将目标原始回波信号变换到二维频域;2)在二维频域构造距离匹配滤波器,通过距离向匹配滤波实现距离压缩和距离徙动校正;3)对距离匹配滤波后的信号进行距离向逆傅里叶变换,将信号变换到距离多普勒域;4)在距离多普勒域构造方位匹配滤波器,通过方位向匹配滤波实现方位压缩;5)对方位匹配滤波后的信号进行方位向逆傅里叶变换,完成对地面运动目标的成像。本发明在二维频域实现距离徙动校正,无需插值,计算效率高;无需知道目标的运动参数和位置参数,能同时对多个目标成像。

权利要求书

权利要求书
1.  一种高效的星载SAR的地面运动目标成像方法,其特征在于,包括以下具体步骤:
步骤1,对星载SAR接收到的地面运动目标原始回波信号分别进行距离向傅里叶变换和方位向傅里叶变换,得到二维频域的目标信号;
步骤2,在二维频域构造距离匹配滤波器,对变换到二维频域的目标信号进行距离向匹配滤波,实现距离压缩和距离徙动校正,得到距离徙动校正后的目标信号;
步骤3,对距离徙动校正后的目标信号进行距离向逆傅里叶变换,将距离徙动校正后的目标信号变换到距离多普勒域,得到距离多普勒域的目标信号;
步骤4,在距离多普勒域构造方位匹配滤波器,对变换到距离多普勒域的目标信号进行方位向匹配滤波,实现方位压缩,得到方位匹配滤波后的目标信号;
步骤5,对方位匹配滤波后的目标信号进行方位向逆傅里叶变换,得到聚焦后的SAR图像域目标信号,完成对地面运动目标的成像。

2.  根据权利要求1所述的高效的星载SAR的地面运动目标成像方法,其特征在于,步骤2的具体子步骤为:
2a)根据目标二维频域回波信号S(fa,fr)的表达式
S(fa,fr)=Wa(fa,fac)Wr(fr)exp{-(fr2Kr-cy0fa22fc2(va-vx)2fr+4y0cf0)}×exp{j[πcy02fc(va-vx)2fa2+2πvyy0(va-vx)2fa-2πy0(2(va-vx)2-vy2)c(va-vx)2fr]}]]>
其中,星载SAR雷达工作在正侧视模式下,雷达平台速度为va,地面运动目标方位向速度为vx,投影到斜距平面的距离向速度为vy;设在ta=0时刻,雷达位于坐标原点,目标位于(0,y0);c为光速,fc为雷达发射信号的载频,Kr为雷达发射的线性调频信号的调频率;Wr(fr)是目标信号距离频谱的包络,Wa(fa)是目标信号方位频谱的包络,fr为距离频率,fa是方位频率,fac为目标多普勒中心频率;
在二维频域构造如下距离匹配滤波器实现距离压缩和距离徙动校正:
Hr(fa,fr)=exp{fr2Kr-cyreffa22fc2va2fr}]]>
其中,yref为观测场景中心距离;
2b)将变换到二维频域的目标信号S(fa,fr)与构造的距离匹配滤波器Hr(fa,fr)相乘,实现距离压缩和距离徙动校正:
Sr(fa,fr)=S(fa,fr)Hr(fa,fr)=Wa(fa,fac)Wr(fr)exp{-j4πy0cfr}×exp{j[πcy02fc(va-vx)2fa2+2πvyy0(va-vx)2fa-2πy0(2(va-vx)2-vy2)c(va-vx)2fr]}×exp{jcπfa22fc2(y0(va,vx)2-yrefva2)fr}]]>
其中,Sr(fa,fr)为距离徙动校正后的目标信号。

3.  根据权利要求1所述的高效的星载SAR的地面运动目标成像方法,其特征在于,步骤4的具体子步骤为:
4a)根据距离匹配滤波后距离多普勒域目标信号的表达式
S(fa,tr)=Wa(fa,fac)pr[tr-2y0c-y0(2(va-vx)2-vy2)c(va-vx)2+cfa24fc2(y0(va-vx)2-yrefva2)]×exp{j[πcy02fc(va-vx)2fa2+2πvyy0(va-vx)2fa]}≈Wa(fa-fac)pr(tr-2y0c)×{j[πcy02fc(va-vx)2fa2+2πvyy0(va-vx)2fa]}]]>
其中,tr为快太阳城集团,pr(tr)为距离冲激响应函数;
在距离多普勒域构造如下方位匹配滤波器实现方位压缩:
Ha(fa)=exp{-jπcy02fcva2fa2}]]>
4b)将变换得到的距离多普勒域目标信号与构造的方位匹配滤波器相乘,实现方位压缩:
Sa(fa,tr)=S(fa,tr)Ha(fa)=Wa(fa-fac)pr(tr-2y0c)×exp{j2πvyy0(va-vx)2fa}]]>
其中,Sa(fa,tr)为方位匹配滤波后的目标信号。

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