[发明专利]基于高超声速飞行器平飞段的前斜视SAR成像方法

摘要

本发明公开一种基于高超声速飞行器平飞段的前斜视SAR成像方法，主要解决现有技术在高速平台小前斜视角情况下方位脉冲压缩产生畸变的问题。其步骤是：(1)获得雷达回波信号；(2)对雷达回波信号进行时域校正距离走动处理处理；(3)时域校正距离走动处理后进行距离线性频变标处理获得二维频域信号；(4)对二维频域信号进行距离向脉冲压缩以及二次脉冲压缩处理；(5)对距离向处理结果进行方位向脉冲压缩以及空变补偿处理；(6)对方位向处理结果进行几何形变校正，获得前斜视SAR图像。本发明降低了成像的复杂度，实现了高超声速平台条件下的高精度前斜视SAR成像，获得的几何形变校正图像，利于后续SAR图像处理与应用，可用于地而目标识别、景象匹配等。

主权项

1.一种基于高超声速飞行器平飞段的前斜视SAR成像方法，包括如下步骤：(1)根据高超声速飞行器平飞段的前斜视SAR回波录取模型，获得雷达回波信号，并对该回波信号进行下变频处理，得到基带雷达回波信号S₀；(2)对基带雷达回波信号S₀进行时域校正距离走动处理，得到时域校正距离走动后的二维时域信号S₃；(3)对时域校正距离走动后的二维信号S₃进行距离线性频变标处理，得到二维频域信号S₅和剩余相位因子Δ(f_a，R，R₀)；(4)对二维频域信号S₅进行距离向处理，得到距离脉冲压缩信号S₆；(5)对距离脉冲压缩信号进行方位向处理：5a)由步骤(3)获得的二维频域信号S₅中得到方位向脉冲压缩函数H_a、方位调频率空变补偿函数H_a3，和剩余相位因子补偿函数H_d：Ha=exp[j4πR0λ1-(fa/faM)2]]]>Ha3=exp[-j2πsinθsqR0fa3λcosθsq((2vcosθsq/λ)2-fa2)3/2]]]>Hd=exp[j4πc2γeCs(1+Cs)(R-R0)2]]]>其中，exp表示自然指数，j表示虚数单位，θ_sq表示前斜视角的余角，R表示波束中心穿过目标时雷达到目标的距离，R₀表示雷达到场景中心的距离，v表示平台运动速度，f_a表示方位向多普勒频率，f_a＝m×PRF，m＝[-nan／2：nan／2]×nan，nan表示方位向采样点数，PRF表示脉冲重复频率，λ表示雷达信号波长，γ_e表示距离向等效调频率，faM=2vcosθsqλ,]]>k_r表示发射线性调频信号调频率，c表示光速，c＝3×10⁸m／s，C_s表示线性调频因子，C_s=1/D(f_a，v)-1，D(fa,v)=1-(λ2vcosθsq)2;]]>5b)用步骤(4)所得脉冲压缩信号S₆乘以方位脉冲压缩H_d、方位调频率空变补偿H_a3和剩余相位因子补偿函数H_d，并对其乘积结果进行方位逆傅立叶变换，得到二维高分辨SAR图像；(6)对二维高分辨SAR图像进行几何形变校正处理：6a)将步骤(5)所得二维高分辨SAR图像进行方位变量为Δ₁的方位形变校正，得到方位形变校正后的图像，其中：Δ₁＝(R-R₀)sinθ_sq，R表示雷达波束中心穿过目标时雷达与目标的距离；6b)对方位形变校正后的图像进行距离变量为Δ₂的距离形变校正，得到形变校正后的二维高分辨SAR图像，即为最终的前斜视SAR成像，其中，Δ₂＝[X_n-(R-R₀)sinθ_sq]sinθ_sq，X_n为点目标到场景中心的横向距离。