[发明专利]一种星载TOPSAR模式下方位向模糊度的优化方法

摘要

本发明公开了一种星载TOPSAR模式下方位向模糊度的优化方法，包括，读入相关参数，获取方位向波束3dB宽度、卫星到目标的最近斜距、混合因子、卫星到等效旋转点的最近斜距、中心波束扫描最大角度、方位向天线阵元间隔、方位向某一个所选位置的坐标、方位向某一个所选位置处的方位模糊度，绘制方位模糊度变化曲线，获取不同脉冲重复频率下方位向模糊度的最差值和绘制方位向模糊度的最差值曲线。本发明在获取方位模糊度时，充分考虑其随方位向空变的特性，结果具有更高的可靠性；在不同位置处的方位向模糊度获取是独立的，可并行处理，提高处理效率；方位向模糊度随方位向位置变换的曲线直观反映方位向模糊度在整个方位向场景内的变化情况。

主权项

一种星载TOPSAR模式下方位向模糊度的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：通过星载SAR系统参数表获取参数，包括：脉冲重复频率PRF变化范围，脉冲重复频率变化步长ΔPRF，天线长度Aa，方位向天线TR组件个数TR_a，每一个TR组件的馈源数n_a，信号的波长λ，雷达对地观测中心视角α，地球平均半径Re，卫星飞行高度H，卫星等效飞行速度V，方位向设计分辨率ρa，方位向分辨率展宽系数K，方位向测绘带宽度SW_a，方位向选取位置数目Na，频点划分数目Fa，模糊区选择数目Ma；步骤二：获取方位向波束3dB宽度θ3db；方法如公式(1)所示： θ 3 db = λ Aa · 0.886 - - - ( 1 ) 步骤三：获取卫星到目标的最近斜距R0；方法如公式(2)所示： R 0 = Re · sin ( a sin ( Re + H Re · sin ( α ) ) - sin ( α ) ) sin ( α ) - - - ( 2 ) 步骤四：获取混合因子B；方法如公式(3)所示： B = 2 ρ a K · A a - - - ( 3 ) 步骤五：获取卫星到等效旋转点的最近斜距R1；方法如公式(4)所示： R 1 = R 0 B - 1 - - - ( 4 ) 步骤六：获取中心波束扫描最大角度βmax；方法如公式(5a～5d)所示： β max = - b 1 - b 1 2 - 4 a 1 · c 1 2 a 1 - - - ( 5 a ) 其中： a 1 = R 1 · tan ( - θ 3 dB 2 ) - - - ( 5 b ) b 1 = SW _ a 2 · tan ( θ 3 dB 2 ) - R 1 - R 0 - - - ( 5 c ) c 1 = R 0 · tan ( θ 3 dB 2 ) + SW _ a 2 - - - ( 5 d ) 步骤七：获取方位向天线阵元间隔d；方法如公式(6)所示： d = Aa TR _ a · n _ a - - - ( 6 ) 步骤八：获取方位向某一个所选位置的坐标SW_i；方法如公式(7)所示： SW _ i = - SW _ a 2 + i · SW _ a Na - 1 i∈(0，Na‑1)，i为整数      (7)步骤九：根据步骤一到步骤八得到的结果，获取方位向某一个所选位置SW_i处的方位模糊度；根据前视线照射位置SW_i时的中心波束偏扫角度β1、后视线照射位置SW_i时的中心波束偏扫角度β2，获得中心波束某时刻的偏扫角度为βj时，主瓣信号能量Pj_0和旁瓣信号能量Pj_n，分别对主瓣能量和副瓣能量进行求和，获取该点处的方位模糊度AASRi；步骤十：绘制方位模糊度随方位向位置变化的曲线，找到曲线的最大值，即方位向模糊度的最差值AASRp，进行记录；其中曲线的纵坐标为方位模糊度的大小，横坐标为方位向所选位置的坐标；步骤十一：根据脉冲重复频率变化步长ΔPRF，改变脉冲重复频率，重复步骤一至步骤十，获取不同脉冲重复频率下方位向模糊度的最差值AASRp，直至到达脉冲重复频率变化范围的最大值；步骤十二：绘制方位向模糊度的最差值随脉冲重复频率的变化曲线，完成对方位向模糊度的优化；其中曲线的纵坐标为方位向模糊度的最差值的大小，横坐标为脉冲重复频率，合理选取脉冲重复频率，使栅瓣不进入模糊区，完成方位向模糊度性能指标的优化。