专利名称：雷达正前视扫描相干成像方法
技术领域：
本发明属于合成孔径雷达技术领域，涉及雷达成像，具体涉及高速平台雷达前视成像方法。
背景技 术合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR),利用雷达平台相对地面目标的方位向运动引起的多普勒频率变化获得方位向高分辨图像。与光学传感器相比，其具有穿透性、全天时和全天候工作能力的独特优点，目前侧视、斜视SAR已被广泛应用在地球遥感、资源勘探、侦察、测绘、灾情预报等领域。然而当天线波束指向正前视时，航向两侧左右对称地面目标的回波多普勒频率将存在模糊，同时由于平台速度慢及载波频率小，及波束指向前视的原因，多普勒频率变化较小，致使常规单基地SAR无法实现正前视高分辨成像。而发展雷达正前视成像能力，对于自主着陆、自主导航及前视侦察等领域具有重要的意义。针对运动平台雷达正前视成像，特别是其中如何提高方位分辨率的问题，文献《机载雷达单脉冲前视成像算法》(《中国图象图形学》2010，15 (3):P462-469)采用单脉冲技术进行波束锐化，该技术基于单脉冲测角原理，适用于强点目标，而对于复杂地貌情况，由于存在多散射中心，将会出现严重的角闪烁现象；文献“A new SectorImaging Radar for Enhanced Vision - SIREV，，(SPIE Conference on Enhanced andSynthetic Vision, 1999，pp.39-47，Florida),采用阵列天线形成孔径,实现正前视成像，但由于平台的尺寸限制了天线孔径的拓展，致使方位分辨率提高受限；文献“BistaticForward-looking Synthetic Aperture Radar，， (International Conference on RadarSystems, 2004, ppl-5)采用双基地SAR几何配置，可以形成等多普勒线与等距离线的近似正交分割，具备正前视成像的潜力，但是由于收发平台分置，不可避免的涉及复杂的同步、运动补偿问题，实际应用难度大；文献“Improving angular resolution based on maximuma posteriori criterion for scanning radar(IEEE RadarConferenc, 2012, pp.451-454)通过将雷达回波方位向信号建模为卷积过程，通过解卷积的技术手段实现前视区域超分辨成像，但由于该方法对噪声、多普勒比较敏感，致使高速平台及低信噪比条件下成像效果差。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，研究设计一种针对高速运动平台的雷达正前视扫描相干成像方法。本发明的解决方案是首先通过高速平台搭载扫描雷达天线，在航向正前方扫描，发射毫米波或亚毫米波线性调频信号，并获取回波；然后将回波以正前视方向为分界线分成左右两部分，分别对左右两部分数据进行子块处理去多普勒质心模糊、并进行相干积累及拼接，最终实现正前视区域高分辨成像。本发明方法所采用的技术方案为:一种雷达正前视扫描相干成像方法，流程示意图如
图1所示,具体包括如下步骤:A.回波获取:在运动平台上安装扫描天线，使其从航向一侧扫描至航向另一侧，按一定脉冲重复频率发射毫米波或者亚毫米波段线性调频脉冲信号，并接收存储二维回波数据；B.距离向脉冲压缩:对步骤A所获取发射信号的二维回波数据，进行距离向傅里叶变换；构造频域匹配函数，然后进行距离向脉冲压缩；C.距离走动校正:判断距离走动量Λ R是否跨越距离单元Ar ;若满足AR〉Ar，将步骤B获得的距离压缩频域数据乘以距离走动校正函数H(f,，t)，然后进行距离向IFFT，获得距离压缩时域方位时域数据；否则，直接进行距离向IFFT，获得距离压缩时域方位时域数据；
权利要求
1.一种雷达正前视扫描相干成像方法，具体包括如下步骤: A.回波获取:在运动平台上安装扫描天线，使其从航向一侧扫描至航向另一侧，按一定脉冲重复频率发射毫米波或者亚毫米波段线性调频脉冲信号，并接收存储二维回波数据； B.距离向脉冲压缩:对步骤A所获取发射信号的二维回波数据，进行距离向傅里叶变换；构造频域匹配函数，然后进行距离向脉冲压缩； C.距离走动校正:判断距离走动量ΛR是否跨越距离单元Ar ;若满足AR〉Ar，将步骤B获得的距离压缩频域数据乘以距离走动校正函数H(f,，t)，然后进行距离向IFFT，获得距离压缩时域方位时域数据；否则，直接进行距离向IFFT，获得距离压缩时域方位时域数据；
全文摘要
本发明公开了一种雷达正前视扫描相干成像方法，具体通过高速平台搭载扫描雷达天线，在航向正前方扫描，发射毫米波或亚毫米波线性调频信号，并获取回波；然后将回波以正前视方向为分界线分成左右两部分，分别对左右两部分数据进行子块处理去多普勒质心模糊、并进行相干积累及拼接，最终实现正前视区域高分辨成像。本发明的方法能够快速有效实现正前方地域的高分辨成像，克服场景类型的约束、平台尺寸的限制，避免复杂的同步、运动补偿等问题。
文档编号G01S13/90GK103235308SQ201310121778
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月10日 优先权日2013年4月10日
发明者李文超, 杨建宇, 黄钰林, 夏永红, 蒋文 申请人:电子科技大学