[发明专利]基于Staggered SAR体制线性快变PRI序列设计方法

说明书

基于Staggered SAR体制线性快变PRI序列设计方法，本发明涉及结构化数据生成文本方法。本发明为解决现有Staggered SAR体制中变化的脉冲重复间隔引起的脉冲缺失和方位向非均匀采样的问题。过程为：一：建立发射序列PRI变化规律；二：考虑避免脉冲遮掩以及星下点回波影响情况下平均脉冲重复周期的选取范围，根据平均脉冲重复周期的选取范围计算在平均脉冲重复周期下的盲区范围；三：计算M取不同值时，相邻PRI间隔的取值范围；四：优化最大脉冲重复周期参数；五：对Staggered SAR方位维信号重建，最终利用重建后的数据完成SAR成像。本发明用于本发明涉及微波遥感技术领域。

技术领域

本发明涉及微波遥感技术领域，尤其涉及一种基于Staggered SAR体制线性快变PRI序列设计的方法。

背景技术

高时间空间分辨的高分辨率宽测绘带(High Resolution Wide Swath，HRWS)SAR成为未来星载SAR发展的趋势之一。高空间分辨率，可以获取精确的目标信息，便于目标监测定位与特征提取；高时间分辨率可以保证快速获取广域观测场景的信息。在地形测绘、环境及灾害监视等应用领域发挥着不可替代的作用。

解决“最小天线面积约束”的矛盾的方式之一是利用变化的脉冲重复间隔(PulseRepetition Interval，PRI)解决传统俯仰维多通道子测绘带之间形成的距离盲区。基于反射面天线的Staggered SAR技术成为近年高分宽幅体制的研究热点，利用变化的PRI序列，使得原本恒定的盲区沿距离维离散分布，在实现高分辨率宽测绘带的基础上有效解决子测绘带之间的盲区问题。馈源阵列中的每个馈源对应着一个固定的角度，不同的角度对应着俯仰维不同的斜距范围。雷达通过激活不同的馈源阵列实现对地面不同的子测绘带区域的覆盖。雷达发射信号时，阵列中全部馈源被激活，形成宽波束照射整个宽测绘带。根据场景中不同位置目标回波到达的先后顺序，依次激活对应的馈源，形成高增益窄波束，利用窄波束扫描“Sweep”接收信号，在一定程度上可以抑制距离模糊。现有星载SAR关注快变PRI序列设计，并实现测绘带连续观测，并拟计划将staggered SAR应用于Tandem-L卫星B1/B2以及B4模式。但不同的PRF变化周期使得盲区沿方位向的分布不同，周期越短，盲区沿方位向分布越均匀，聚焦后不同位置处目标的性能也更加一致。

发明内容

本发明为解决现有Staggered SAR体制中变化的脉冲重复间隔引起的脉冲缺失和方位向非均匀采样的问题，提出了基于Staggered SAR体制线性快变PRI序列设计方法。

基于Staggered SAR体制快变PRI序列设计方法，按以下步骤进行：

步骤一：建立发射序列PRI变化规律；

步骤二：根据步骤一的结果，考虑避免脉冲遮掩以及星下点回波影响情况下平均脉冲重复周期的选取范围，根据平均脉冲重复周期的选取范围计算在平均脉冲重复周期下的盲区范围；

步骤三：根据步骤二的结果，构建发射接收回波序列时序关系，推导接收端任意两个连续的脉冲均不会发生连续缺失情况下的参数设计准则；针对感兴趣的测绘带范围，限定回波的探测距离约束条件，计算M取不同值时，相邻PRI间隔的取值范围；

步骤四：基于步骤三进一步优化最大脉冲重复周期参数；

步骤五：根据步骤四，利用最优线性无偏估计完成缺失数据恢复并对StaggeredSAR方位维信号重建，最终利用重建后的数据完成SAR成像。

本发明包括以下有益效果：

1、本发明考虑了在满足任意两个相邻脉冲均不会发生连续缺失的一般情况，推导了满足这一要求的充分必要条件。

2、针对感兴趣的测绘带宽度，限制回波探测范围的距离约束，实现线性快变PRI序列设计。

3、优化系统参数的选取，降低距离模糊对成像性能的影响。