[发明专利]基于涡旋电磁波的条带SAR三维成像方法

权利要求书

1.一种基于涡旋电磁波的条带SAR三维成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，建立成像场景模型，并基于场景模型得到目标散射回波方程；

步骤S2，依据回波方程中目标在不同维度方向具有的不同信息特征，分别获取目标在不同维度方向的回波信息；

步骤S3，根据不同维度方向之间的空间几何关系，求解目标的三维坐标，进而完成目标三维成像。

2.如权利要求1所述的一种基于涡旋电磁波的条带SAR三维成像方法，其特征在于，所述步骤S1的具体过程为：

设雷达天线为均匀圆形阵列天线，圆形阵列天线所在的阵面平行观测场景且距地面高度为H，雷达以速度v工作在条带SAR成像模式，笛卡尔坐标系的原点O固定在雷达航迹的中点，x轴方向与速度方向一致，z轴方向垂直指向地面，y轴方向根据右手法则确定，进一步设雷达到达O点的时刻为慢时间η的原点，则目标散射回波方程为：

其中ξ(η,t,l)表示回波信号，l为OAM模式数，t为快时间，ψ(η,t,l)为线性移不变滤波器时域表达式，表示对η的卷积运算，r_max，r_min为雷达记录信号起始和终止时刻对应的距离，σ(η_T,r)为散射分布函数，r表示雷达与目标之间最短距离。

3.如权利要求2所述的一种基于涡旋电磁波的条带SAR三维成像方法，记x轴方向为cross-range方向，雷达与目标之间的斜距方向为range方向，其特征在于，所述步骤S2具体过程为，

获取目标在range方向和cross-range方向的回波信息：通过提取任意固定模态下的二维回波信号，并采用RD算法处理所述二维回波信号得到range方向和cross-range方向的回波信息；

获取目标在y轴方向的回波信息：首先将遍历不同模态照射得到的三维回波沿着range方向进行累加，得到关于cross-range方向和OAM域方向的二维回波矩阵，然后将二维回波矩阵沿着OAM列方向进行FFT，得到cross-range方向每个慢时间采样点对应的瞬时方位角，根据瞬时方位角-慢时间采样点拟合得到直线求得其斜率值，以及斜率计算公式γ＝v/y_T，计算得到目标的y轴方向的信息y_T，γ表示斜率值。

4.如权利要求3所述的一种基于涡旋电磁波的条带SAR三维成像方法，其特征在于，所述步骤S3的具体过程为：

将目标在y轴方向的信息y_T转换为目标在z轴方向的信息z_T，结合目标cross-range方向的回波信息x_T，进一步完成目标的三维成像，即笛卡尔坐标系下的三维坐标(x_T,y_T,z_T)。