[发明专利]高效的星载SAR的地面运动目标成像方法

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(f_a,f_r)的表达式

S(fa,fr)=Wa(fa,fac)Wr(fr)exp{-jπ(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v_a，地面运动目标方位向速度为v_x，投影到斜距平面的距离向速度为v_y；设在t_a=0时刻，雷达位于坐标原点，目标位于(0,y₀)；c为光速，f_c为雷达发射信号的载频，K_r为雷达发射的线性调频信号的调频率；W_r(f_r)是目标信号距离频谱的包络，W_a(f_a)是目标信号方位频谱的包络，f_r为距离频率，f_a是方位频率，f_ac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{jπfr2Kr-jπcyreffa22fc2va2fr}]]>

其中，y_ref为观测场景中心距离；

2b）将变换到二维频域的目标信号S(f_a,f_r)与构造的距离匹配滤波器H_r(f_a,f_r)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，S_r(f_a,f_r)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，t_r为快时间，p_r(t_r)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，S_a(f_a,t_r)为方位匹配滤波后的目标信号。