專利名稱：雷達正前視掃描相干成像方法
技術領域：
本發明屬于合成孔徑雷達技術領域，涉及雷達成像，具體涉及高速平臺雷達前視成像方法。
背景技 術合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar, SAR),利用雷達平臺相對地面目標的方位向運動引起的多普勒頻率變化獲得方位向高分辨圖像。與光學傳感器相比，其具有穿透性、全天時和全天候工作能力的獨特優點，目前側視、斜視SAR已被廣泛應用在地球遙感、資源勘探、偵察、測繪、災情預報等領域。然而當天線波束指向正前視時，航向兩側左右對稱地面目標的回波多普勒頻率將存在模糊，同時由于平臺速度慢及載波頻率小，及波束指向前視的原因，多普勒頻率變化較小，致使常規單基地SAR無法實現正前視高分辨成像。而發展雷達正前視成像能力，對于自主著陸、自主導航及前視偵察等領域具有重要的意義。針對運動平臺雷達正前視成像，特別是其中如何提高方位分辨率的問題，文獻《機載雷達單脈沖前視成像算法》(《中國圖象圖形學》2010，15 (3):P462-469)采用單脈沖技術進行波束銳化，該技術基于單脈沖測角原理，適用于強點目標，而對于復雜地貌情況，由于存在多散射中心，將會出現嚴重的角閃爍現象；文獻“A new SectorImaging Radar for Enhanced Vision - SIREV，，(SPIE Conference on Enhanced andSynthetic Vision, 1999，pp.39-47，Florida),采用陣列天線形成孔徑,實現正前視成像，但由于平臺的尺寸限制了天線孔徑的拓展，致使方位分辨率提高受限；文獻“BistaticForward-looking Synthetic Aperture Radar，， (International Conference on RadarSystems, 2004, ppl-5)采用雙基地SAR幾何配置，可以形成等多普勒線與等距離線的近似正交分割，具備正前視成像的潛力，但是由于收發平臺分置，不可避免的涉及復雜的同步、運動補償問題，實際應用難度大；文獻“Improving angular resolution based on maximuma posteriori criterion for scanning radar(IEEE RadarConferenc, 2012, pp.451-454)通過將雷達回波方位向信號建模為卷積過程，通過解卷積的技術手段實現前視區域超分辨成像，但由于該方法對噪聲、多普勒比較敏感，致使高速平臺及低信噪比條件下成像效果差。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術存在的上述問題，研究設計一種針對高速運動平臺的雷達正前視掃描相干成像方法。本發明的解決方案是首先通過高速平臺搭載掃描雷達天線，在航向正前方掃描，發射毫米波或亞毫米波線性調頻信號，并獲取回波；然后將回波以正前視方向為分界線分成左右兩部分，分別對左右兩部分數據進行子塊處理去多普勒質心模糊、并進行相干積累及拼接，最終實現正前視區域高分辨成像。本發明方法所采用的技術方案為:一種雷達正前視掃描相干成像方法，流程示意圖如
圖1所示,具體包括如下步驟:A.回波獲取:在運動平臺上安裝掃描天線，使其從航向一側掃描至航向另一側，按一定脈沖重復頻率發射毫米波或者亞毫米波段線性調頻脈沖信號，并接收存儲二維回波數據；B.距離向脈沖壓縮:對步驟A所獲取發射信號的二維回波數據，進行距離向傅里葉變換；構造頻域匹配函數，然后進行距離向脈沖壓縮；C.距離走動校正:判斷距離走動量Λ R是否跨越距離單元Ar ;若滿足AR〉Ar，將步驟B獲得的距離壓縮頻域數據乘以距離走動校正函數H(f,，t)，然后進行距離向IFFT，獲得距離壓縮時域方位時域數據；否則，直接進行距離向IFFT，獲得距離壓縮時域方位時域數據；
權利要求
1.一種雷達正前視掃描相干成像方法，具體包括如下步驟: A.回波獲取:在運動平臺上安裝掃描天線，使其從航向一側掃描至航向另一側，按一定脈沖重復頻率發射毫米波或者亞毫米波段線性調頻脈沖信號，并接收存儲二維回波數據； B.距離向脈沖壓縮:對步驟A所獲取發射信號的二維回波數據，進行距離向傅里葉變換；構造頻域匹配函數，然后進行距離向脈沖壓縮； C.距離走動校正:判斷距離走動量ΛR是否跨越距離單元Ar ;若滿足AR〉Ar，將步驟B獲得的距離壓縮頻域數據乘以距離走動校正函數H(f,，t)，然后進行距離向IFFT，獲得距離壓縮時域方位時域數據；否則，直接進行距離向IFFT，獲得距離壓縮時域方位時域數據；
全文摘要
本發明公開了一種雷達正前視掃描相干成像方法，具體通過高速平臺搭載掃描雷達天線，在航向正前方掃描，發射毫米波或亞毫米波線性調頻信號，并獲取回波；然后將回波以正前視方向為分界線分成左右兩部分，分別對左右兩部分數據進行子塊處理去多普勒質心模糊、并進行相干積累及拼接，最終實現正前視區域高分辨成像。本發明的方法能夠快速有效實現正前方地域的高分辨成像，克服場景類型的約束、平臺尺寸的限制，避免復雜的同步、運動補償等問題。
文檔編號G01S13/90GK103235308SQ201310121778
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月10日 優先權日2013年4月10日
發明者李文超, 楊建宇, 黃鈺林, 夏永紅, 蔣文 申請人:電子科技大學