[发明专利]一种星机联合双基地合成孔径雷达频域成像方法

摘要

本发明提供了一种星机联合双基地合成孔径雷达频域成像方法，它是利用SA－BSAR系统的特点得到系统二维频谱的解析表达式，而后利用ω－k算法的思想，根据二维频谱的解析表述，获取SA－BSAR的二维Stolt映射关系；最后通过研究该二维Stolt映射关系，利用逆尺度傅立叶变换和频域相位相乘来近似实现二维Stolt插值，以此完成对该系统二维空变特性的补偿；能够避免二维STOLT插值带来的运算量大和复杂度高等问题，因此该方法可以高效地实现SA－BSAR高分辨率成像。

主权项

1.一种星机联合双基地合成孔径雷达频域成像方法，其特征是它包含如下步骤：步骤一、回波信号距离压缩星—机联合双基地合成孔径雷达系统的原始回波数据s(τ，t)以一个M行N列的数据矩阵存放，M和N均为正整数，原始回波数据s(τ，t)数据矩阵每列数据是存放慢时间即方位向回波信号的采样，每行的数据存放的是逐个单脉冲快时间即斜距向回波信号的采样；用发射信号s₀(τ)作为距离压缩参考信号，把发射信号s₀(τ)和原始回波信号s(τ，t)变换到斜距频域后分别得到S₀(f)和s^τ(f，t)，而后将S₀(f)和s^τ(f，t)共轭相乘，实现距离压缩；如下式所示上式中*表示复共轭，为经过距离压缩后回波信号的斜距频域表示；步骤二、方位向傅立叶变换针对距离压缩后的回波信号数据矩阵中的每一列做傅立叶变换得到这样距离压缩后的回波信号进入到了斜距频域—方位频域即二维频域中，就是目标回波信号经过距离压缩后的二维频谱；步骤三、参考点相位补偿根据参考点目标的位置参数(r₀，x₀)，利用公式(1)：和公式(2)：以及星—机联合双基地合成孔径雷达系统相位史的定义：φ(t)＝k·r(t)+2πf_dt，就可以得到参考点目标系统冲激响应的二维频谱H₀(f，f_d)，将参考点目标系统冲激响应的二维频谱H₀(f，f_d)复共轭与回波信号距离压缩后的二维频谱数据矩阵逐点相乘得到如下式所示是经过参考点相位补偿后的回波信号的二维频谱；至此，已完成了对成像场景内参考点目标的二维空变特性补偿以及方位压缩；步骤四、斜距空变特性补偿对经过参考点相位补偿后的回波信号的二维频谱数据矩阵的每一行数据做逆尺度傅立叶变换，变换采用的尺度因子为a_ra(f_d)；再将经逆尺度傅立叶变换后的每一行数据乘以相位因子就得到经过斜距空变特性补偿后的信号其中Δr是点目标与参考点目标之间的斜距距离Δr＝r-r₀，尺度因子a_ra(f_d)和相位因子由下式得到至此，已完成成像场景内各非参考点目标斜距空变特性的补偿，信号变换到斜距图像域—方位频域；步骤五、斜距向傅立叶变换对经过斜距空变特性补偿后的信号数据矩阵的每一行做傅立叶变换得到其斜距图像频域—方位频域的数据矩阵步骤六、方位空变特性补偿对经过斜距空变特性补偿后的信号数据矩阵的每一列做逆尺度傅立叶变换，变换采用的尺度因子为a_az(f)；再将逆尺度傅立叶变换后的每一列数据乘以相位因子得到经过二维空变特性补偿后的信号其中Δx是点目标与参考点目标之间方位向距离Δx＝x-x₀，尺度因子a_az(f)和相位因子由下式得到至此，完成对成像场景内非参考点目标的方位空变特性的补偿，数据进入到斜距图像频域—方位图像域；步骤七、斜距向逆傅立叶变换针对经过二维空变特性补偿后的信号数据矩阵的每一行做逆傅立叶变换，而后作坐标变换：r＝c·t/2，x＝v_s·t，将信号变换到斜距图像域—方位图像域；经过上述步骤处理，就可以从星—机联合双基地合成孔径雷达系统接收到的目标回波数据s(τ，t)中获取具有较高分辨率的目标成像结果σ(r，x)。