[发明专利]一种基于频率分集阵列的高分宽幅SAR成像方法

说明书

一种基于频率分集阵列的高分宽幅SAR成像方法，属于雷达成像领域，本发明为了解决上述已有技术矛盾，在方位向高分辨率成像模式下大幅提高测绘宽度的同时，实现对于动目标的检测与成像，本发明所述方法通过对称十字频率分集阵列发射正交波形信号，通过对接收回波信号的矢量化，通过补偿回波信号的距离依赖特性和俯仰维发射波束形成实现距离解模糊，将解模糊后的回波分为两条支路处理，一条支路经过接收波束形成结合传统SAR成像算法实现对于宽幅静止场景的重构；另一条支路利用方位维自由度结合空时自适应处理技术抑制杂波，得到动目标的成像结果。最终将两条支路的成像结果叠加在一起，便得到了对于宽幅静止场景与运动目标的综合成像结果。

技术领域

本发明属于雷达成像领域，具体涉及一种基于频率分集阵列的高分宽幅SAR成像方法。

背景技术

合成孔径雷达(SAR)被提出以来，经过几十年的发展，SAR逐渐从低分辨、窄测绘带进步向高分辨、宽测绘带(HRWS)的工作模式。且伴随军事、民用领域需求的提高，要求 SAR系统不仅可以实现对于静止场景的重构，还要求对于场景中的运动目标进行检测与成像(GMTI)，并正确定位到背景图像中，因此，HRWS成像和高性能GMTI方法已成为 SAR的研究热点之一。然而，高分辨率成像和宽测绘带成像对系统的脉冲重复频率(PRF) 提出了截然相反的要求，对于传统单天线SAR而言，受到最小天线尺寸的限制，无法选择一个合适的PRF同时解决距离模糊与多普勒模糊问题。为了解决方位高分辨率与宽测绘带的矛盾，现有的阵列多通道配置技术利用其空域自由度结合低脉冲重复频率可以在有效避免距离模糊的同时，抑制掉方位模糊，然而此时阵列波束得到合成，无额外自由度对回波进行杂波抑制，提高目标的检测性能，导致动目标通常淹没在杂波背景中，无法满足 HRWS-GMTI的信杂比要求。因此设计新体制的合成孔径雷达系统在有效的实现宽幅静止场景成像的同时，实现对于场景中运动目标的检测与成像是目前亟待探索的方向。

发明内容

本发明为了解决上述已有技术矛盾，在方位向高分辨率成像模式下大幅提高测绘宽度的同时，实现对于动目标的检测与成像，进而提供一种基于频率分集阵列的高分宽幅SAR 成像方法；

一种基于频率分集阵列的高分宽幅SAR成像方法，其特征在于：所述方法是通过以下步骤实现的：

步骤一：设计频率分集阵列的频率增量Δf；

步骤二：频率分集阵列发射信号集{s_n(t)}_n＝1,...,N，其中s_n(t)为第n个天线的发射信号， s_n(t)＝x_n(t)sin{2π(f₀+(n-1)Δf)t}，x_n(t)为信号包络，n＝1,...,N，N为发射天线数，f₀为参考天线载频，即第一个天线的载频；

步骤三：频率分集阵列接收回波信号，并对该回波信号依次进行矢量化输出，得到接收回波信号的快拍矢量Y_h(k)，其中h＝1,...,H,k＝1,...,K,H为距离门个数，K为脉冲个数；

步骤四：对回波信号的快拍矢量Y_h(k)进行距离解模糊，得到两条无距离模糊的回波信号支路；

步骤五：利用步骤四中所得的第一条支路进行静止场景的重构；

步骤六：利用步骤四中所得的第二条支路进行场景中运动目标的检测、成像与重定位；

步骤七：将静止场景重构结果与动目标叠重定位结果叠加得到最终成像效果；

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：