[发明专利]针对任意地面运动目标的SAR成像方法

摘要

本发明公开了一种针对任意运动目标的SAR成像方法，主要解决现有技术的距离徙动导致运动目标散焦问题，其中包括：1)构建正侧视雷达回波信号模型；2)对目标回波信号进行距离向脉冲压缩后，将其变换到距离频率域；3)从脉冲压缩信号的距离频率域表达式中构造参考函数；4)对参考函数取复共轭后与慢速目标脉冲压缩信号的距离频域表达式进行相乘，再将其结果在方位向进行傅立叶变换，得到距离和方位二维频率域；5)对二维频率域进行距离向逆傅立叶变换，得到目标信号幅度谱。本发明与传统的方法相比，无需对目标进行参数估计，仅利用快速傅立叶变换就实现良好的成像效果而无需插值操作，可用于任意未知运动目标的跟踪识别。

主权项

1.针对任意地面运动目标SAR成像方法，包括：(1)构建正侧视雷达回波信号模型，获取运动目标回波信号；(2)对多普勒频率小于PRF/2的慢速运动目标进行成像，其中PRF为雷达脉冲重复率：2a)对获取的慢速目标回波信号进行距离向脉冲压缩后，将其变换到距离频率域，得到脉冲压缩后信号的距离频域表达式s_c(f_r,t_m)，其中f_r为距离频率，t_m为慢时间；2b)在没有目标和平台运动参数先验知识条件下，从脉冲压缩信号的距离频率域表达式中构造参考函数s_ref(f_r,t_m)：其中，Δf为距离频率间隔，σ_s为目标复反射系数，P(f_r)表示距离向窗函数w_c(t)的傅立叶变换，f_c是载频，w_a(t_m)为方位向窗函数，c表示光速，v为平台速度，v_a为方位向速度，v_c为距离向速度，a_c是距离向加速度，R_B为最短斜距；2c)对参考函数取复共轭后与慢速目标脉冲压缩信号的距离频域表达式进行相乘，再将其结果在方位向进行傅立叶变换，得到距离和方位二维频率域其中f_a为方位频率；2d)对二维频率域中的距离向进行逆傅立叶变换，得到慢速目标信号幅度谱|s_O(t,f_a)|，其中t为快时间；(3)对多普勒频率大于PRF/2的快速运动目标进行成像：3a)判断快速运动目标的频谱在方位向上是否落在一个雷达脉冲重复率PRF之内，若是，则执行3b)，否则，执行步骤(3c)；3b)目标频谱落在一个雷达脉冲重复率之内的成像：3b1)对获取的快速目标基带回波信号进行距离向脉冲压缩后，将其变换到距离频率域，得到的距离频域表达式3b2)从脉冲压缩后信号距离频域表达式中构造参考函数其中，M＝…,‑2,‑1,1,2…是模糊数；3b3)对参考函数取复共轭后与脉冲压缩后信号的距离频域表达式进行相乘，得到得到目标频谱的距离频域表达式3b4)对目标频谱进行距离向逆傅立叶变换后再进行方位向傅立叶变换，得到快速目标信号幅度谱3c)目标频谱落在一个雷达脉冲重复率之外的成像：3c1)对获取的快速目标基带回波信号进行距离向脉冲压缩后，将其变换到距离频率域，得到距离频域表达式3c2)从脉冲压缩后信号的距离频域表达式中构造参考函数其中，w₁(t_m)和w₂(t_m)分别为目标信号坐落在第M个PRF和第(M+1)个PRF的方位向包络；3c3)对参考函数取复共轭后与脉冲压缩后信号的距离频域表达式进行相乘，得到目标频谱的距离频率域表达式3c4)对目标频谱距离频率域表达式进行距离向逆傅立叶变换后再进行方位向傅立叶变换，得到快速目标信号幅度谱