[发明专利]机载双基地SAR一发两收杂波抑制方法

摘要

本发明公开了一种机载双基地SAR一发两收杂波抑制方法，本发明的方法利用—发两收的天线配置，通过在回波域去除与方位时间有关的距离历史的一次和二次项，消除发射站的影响，在图像域补偿固定相位，消除由于两接收天线水平排布位置不同导致的固定距离历史误差，从而使得两通道对静止目标的回波完全相同，所以在相减之后杂波被抑制，而运动目标由于其速度的影响在相减后仍有剩余，从而检测出运动目标，解决了传统DPCA方法不能够适用于双基地的问题。本发明的优点是该方法与现有的其他双基雷达杂波抑制方法STAP相比，处理更简单，运算量更小，且不需要考虑双基雷达的杂波分布模型。

主权项

一种机载双基地SAR一发两收杂波抑制方法，具体包括如下步骤：步骤一：建立机载双基地SAR一发两收的空间几何结构，并完成参数初始化；发射站系统和接收站系统分置于两个不同的机载平台上，发射站有一个发射天线，接收站包含两个接收天线，两个接收天线沿平台飞行方向水平排布，工作时，由发射天线发射信号，两个接收天线同时接收回波信号；在直角坐标系中，O为坐标原点，设P(x,y,0)为地面目标，其中，x为该地面目标的X轴坐标，y为该地面目标的Y轴坐标；发射天线的位置坐标为(xT,yT,HT)，其中，xT为发射天线的X轴坐标，yT为发射天线的Y轴坐标，HT为发射天线的Z轴坐标，第一接收天线的坐标为(xR1,yR1,HR1)，其中，xR1为第一接收天线的X轴坐标，yR1为第一接收天线的Y轴坐标，HR1为第一接收天线的Z轴坐标；第二接收天线的坐标为(xR2,yR2,HR2)，其中，xR2为第二接收天线的X轴坐标，yR2为第二接收天线的Y轴坐标，HR2为第二接收天线的Z轴坐标；发射平台的飞行速度为vT，接收平台的飞行速度为vR，两平台飞行方向都平行于Y轴；两接收天线的基线长度为d，RT,c为发射天线在波束中心时刻到目标的斜距，RR1,c为第二接收天线在波束中心时刻到目标的斜距，RR2,c为第二接收天线在波束中心时刻到目标的斜距，其中发射天线的斜视角θT为RT,c与Z轴方向的夹角，第一接收天线的斜视角θR1为RR1,c与Z轴方向的夹角，第二接收天线的斜视角θR2为RR2,c与Z轴方向的夹角。步骤二：获取机载双基地SAR两通道到地面目标P(x,y,0)的回波，距离压缩后的表达式为：sr1(τ,η)=A|Kr|Tpsinc{πKrTp[τ-R1(η)c]}·exp{-j2πf0R1(η)c}]]>sr2(τ,η)=A|Kr|Tpsinc{πKrTp[τ-R2(η)c]}·exp{-j2πf0R2(η)c}]]>其中，A为常数，Kr为距离向脉冲的调频率，Tp为距离向信号时宽,τ为距离向快时间变量，η为方位向慢时间变量，f0表示载频，c为光速，R1(η)为目标到第一接收天线的双基距离历史，R2(η)为目标到第二接收天线的双基距离历史；步骤三：将双基距离历史在波束中心时刻η＝0泰勒展开，则两通道的回波信号可以表示为：sr1(τ,η)=D1(τ)exp{-j2πλ(RT,c+RR1,c+r1,1+r1,2)}r1,1=(-VTsinθT-VRsinθR1)ηr1,2=12(VT2cos2θTRT,c+VR2cos2θR1RR1,c)η2]]>sr2(τ,η)=D2(τ)exp{-j2πλ(RT,c+RR2,c+r2,1+r2,2)}r2,1=(-VTsinθT-VRsinθR2)ηr2,2=12(VT2cos2θTRT,c+VR2cos2θR2RR2,c)η2]]>D1(τ)=A|Kr|Tpsinc{πKrTp(τ-R1(η)c)}D2(τ)=A|Kr|Tpsinc{πKrTp(τ-R2(η)c)}]]>步骤四：分别对以上两通道信号乘以两个补偿函数，函数分别为：C1(η)=exp{j2πλ[(-VTsinθT-VRsinθR1)η+12(VT2cos2θTRT,c+VR2cos2θR1RR1,c)η2]}]]>C2(η)=exp{j2πλ[(-VTsinθT-VRsinθR2)η+12(VT2cos2θTRT,c+VR2cos2θR2RR2,c)η2]}]]>补偿后得到两通道的回波为：sac1(τ,η)=A|Kr|Tpsinc{πKrTp(τ-R1(η)c)}exp{-j2πλ(RT,c+RR1,c)}]]>sac2(τ,η)=A|Kr|Tpsinc{πKrTp(τ-R2(η)c)}exp{-j2πλ(RT,c+RR2,c)}]]>步骤五：对两通道信号分别进行距离走动校正，并将通道2的信号方位时间移动得到：sac1′(τ,η)=A|Kr|Tpsinc{πKrTpτ}exp{-j2πλ(RT,c+RR1,c)}]]>sac2′(τ,η+Δη)=A|Kr|Tpsinc{πKrTpτ}exp{-j2πλ(RT,c+RR2,c)}]]>步骤六：通过方位向傅里叶变换分别对两通道的信号成像，得到：I1(τ,fa)=FFT(sac1′(τ,η))=A|Kr|TpTssinc{πfηTs}sinc{πKrTpτ}exp{-j2πλ(RT,c+RR1,c)}]]>I2(τ,fa)=FFT(sac2′(τ,η+Δη))=A|Kr|TpTssinc{πfηTs}sinc{πKrTpτ}exp{-j2πλ(RT,c+RR2,c)}]]>其中，Ts为合成孔径时间，fη为方位向多普勒频率。步骤七：对通道2的图像进行相位补偿，补偿函数如下：G=exp{-j2πλ(RR1,c-RR2,c)}]]>得到：I2′(τ,fa)=I2(τ,fa)·G=A|Kr|TpTssinc{πfηTs}sinc{πKrTpτ}·exp{-j2πλ(RT,c+RR1,c)}]]>步骤八：对两通道的成像结果进行相减，得到：I12(τ,fa)＝I1(τ,fa)‑I2′(τ,fa)＝0。