阵列三维sar数据获取方法
【专利摘要】本发明提供了一种阵列三维SAR数据获取方法。该阵列三维SAR数据获取方法在雷达平台沿航迹运动过程中的每个航迹向慢时刻，通过采用跨航向多发多收稀疏阵列，通过同时发射/接收OFDM-Chirp正交波形编码信号，对各采样后回波进行解码而实现跨航向孔径综合成像采样，从而获得在高程、航迹和跨航三个方向都采样的信号，再进行三维成像而获得场景三维聚焦图像。本发明跨航向阵列孔径综合通过同时发射正交波形编码信号进行，相对于分时发射/接收方法，可降低系统脉冲重复频率PRF，回波存储数据量小。
【专利说明】阵列三维SAR数据获取方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及信息获取与处理【技术领域】，特别是一种基于OFDM-Chirp波形编码的阵列三维SAR数据获取方法。
【背景技术】
[0002]在阵列SAR三维成像中，雷达通过载机平台的运动在航迹方向形成合成孔径进行该方向分辨；雷达通过沿高程方向发射宽带信号然后进行脉冲压缩进行该方向分辨；除此之外，雷达通过沿机翼方向即跨航向分布的天线阵列形成等效实孔径进行该方向分辨，从而实现观测区域的三维分辨成像。
[0003]为节省系统资源，通常采用跨航向稀疏分布的多发多收天线阵列通过孔径综合方式形成等效均匀线性阵列孔径，得到对应每一发射/接收天线对的孔径综合成像采样数据。对所有不同航迹时刻的发射/接收天线对所对应的回波分量进行高程向脉冲压缩聚焦、方位向合成孔径聚焦、跨航向孔径综合聚焦，即得到聚焦成像后的场景三维图像。为实现上述目的，数据获取可分时进行，即各发射天线在不同的脉冲重复周期内轮流发射同一个信号波形，各接收天线同时接收回波，在时间上区分出各发射天线的分量；另一种数据获取方法是在一个脉冲重复周期内各发射天线同时发射具有正交编码特性的脉冲信号，各接收天线同时接收回波，对接收回波进行解码区分出各发射天线的分量。当前阵列SAR三维成像数据获取方法多采用分时方法，但该方法时效性差，数据量大，为系统脉冲重复频率参数设计带来压力；国内外就波形编/解码方法展开了一些研究([1]J.Li，P.Stoica, andX.Zheng, “Signal synthesis and receiver design for MIMO radar imaging,，，IEEETransactions on Signal Processing, Vol.56, N0.8, pp.3959-3968,2008.[2]Deng,“Discrete frequency-coding waveform design for netted radar systems,，，IEEESignal Processing Letters, Vol.11, N0.2, pp.179-182, 2004.),虽然克服了分时方法的缺点，但这些方法在用于成像应用时存在局限性，一方面发射波形间不完全正交而产生非理想自相关特性，通道间干扰对后续成像处理产生较强影响；一方面正交编码信号波形采用非线性调频信号不具有常模包络特性，不利于信号功率放大。因而，实际中需要构建既能满足正交性要求，又保持常模包络波形特性，具有时效性强、数据量小、易于实现等特点的基于波形编码的阵列三维SAR数据获取方法，目前国内外在此方面尚未公开发表过与之相关的文献或申请相关的专利。
【发明内容】
[0004](一 )要解决的技术问题
[0005]鉴于上述技术问题，本发明提供了一种基于OFDM-Chirp波形编码的阵列三维SAR数据获取方法。
[0006]( 二 )技术方案
[0007]本发明提供了一种基于OFDM-Chirp波形编码的阵列三维SAR数据获取方法，包括步骤如下:
[0008]步骤A:雷达平台以速度V进行匀速直线运动，在某个慢时间采样时刻％，Mt个发射天线波束沿高程向向下，同时发射具有OFDM-Chirp正交
编码特性的脉冲信号》(/)，…'.(r)，…、r(r)，Mk个接收天线.,…馬同时接收回波，对回波进行下变频和AD采样后，保存为Mk个原始二维回波数据
【权利要求】
1.一种阵列三维SAR数据获取方法，其特征在于，包括: 步骤A:雷达平台以速度V进行匀速直线运动，在某个慢时间采样时刻％，MTf发射天线
2.根据权利要求1所述的阵列三维SAR数据获取方法，其特征在于，所述步骤A包括: 子步骤Al，根据OFDM-Chirp正交编码方式以DA采样率Fs生成Mt个基带发射信号
3.根据权利要求2所述的阵列三维SAR数据获取方法，其特征在于，所述子步骤Al中OFDM-Chirp正交编码方式为: 以脉冲宽度为Tp，调频率为Kr，DA采样率为Fs，数字波形长度为N = FsTp,子载波间隔为Δf= 1/TP，子载波为fp = P Δ f的线性调频信号即Chirp信号s (t)的频域数字波形序列S为基础，采用逐级前/后向内插零的方式生成多个基带发射OFDM-Chirp信号数字波形序列
4.根据权利要求1所述的阵列三维SAR数据获取方法，其特征在于，所述步骤C的OFDM-Chirp正交解码回波分离过程包括: 子步骤Cl，对步骤B得到的每个原始二维回波数据信号
5.根据权利要求3或4所述的阵列三维SAR数据获取方法，其特征在于，所述OFDM-Chirp波形编码调制通过OFDM硬件结构实现；波形解码调制在数字域进行。
6.根据权利要求1所述的阵列三维SAR数据获取方法，其特征在于，步骤C所述的跨航向孔径综合是通过采用跨航向多发多收稀疏阵列形成满足成像要求的跨航向均匀分布等效线性阵列实现；跨航向稀疏阵列采用不唯一的阵型结构设计，均匀分布等效线性阵列的虚拟阵元间隔d和阵列长度Lvirtual满足:
7.根据权利要求1所述的阵列三维SAR数据获取方法，其特征在于，Mt个发射天线同时发射OFDM-Chirp正交波形编码信号，一次完整的跨航向孔径综合成像采样数据在一个雷达脉冲重复周期内获得。
8. 根据权利要求1所述的阵列三维SAR数据获取方法，其特征在于，MtMk个跨航向孔径综合成像采样数据
【文档编号】G01S13/90GK103592647SQ201310593847
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月21日 优先权日:2013年11月21日
【发明者】王彦平, 韩阔业, 谭维贤, 洪文, 吴一戎 申请人:中国科学院电子学研究所