双通道调频连续波sar系统的动目标检测成像方法
【专利摘要】双通道调频连续波SAR系统的动目标检测成像方法，雷达系统录取回波数据，对回波数据进行去除残余视频相位处理，进而对数据进行多普勒频移补偿，同时对二通道变换数据进行相位偏差补偿，并对两通道数据进行消减处理;对杂波相消后的图像进行徙动校正及方位去斜处理，实现目标粗成像，检测运动目标并逐个提取；将提取的目标反变换到原始数据域,估计运动参数来构造动目标精确的方位去斜函数，进行去除残余视频相位处理及方位精确去斜处理及距离徙动校正，构造模糊函数进行补偿，然后进行Keystone变换，完成动目标的精确成像。本发明方法有效解决了连续波体制下运动参数未知时的快速动目标成像问题，极大地提高信杂噪比和目标检测概率。
【专利说明】双通道调频连续波SAR系统的动目标检测成像方法
【技术领域】
[0001]本发明属于信号处理【技术领域】，尤其涉及一种雷达信号处理领域中的双通道调频连续波SAR系统的动目标检测成像方法。
【背景技术】
[0002]运动目标检测是合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,以下简称SAR)在侦查领域的重要应用。现有的SAR系统多采用脉冲体制，雷达系统结构复杂、体积重量大、成本高，限制了其工作平台。将合成孔径技术与调频连续波雷达相结合得到的调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave,以下简称 FMCW) SAR 系统，具有体积小、质量轻、功耗低、成本低、隐蔽性较好等优点，可安装在无人机等小型平台上，具有相当广泛的应用前景，正逐渐成为国内外研究的热点，学者们在调频连续波雷达动目标检测方面取得了许多有价值的研究成果。
[0003]梁毅，王虹现等在“调频连续波SAR慢速动目标参数估计与成像”(系统工程与电子技术，2011，33 (5):1001-1006)中提出采用Chirp-Z变换校正动目标回波距离弯曲，Radon变换校正剩余距离走动，改进的离散Chirp傅里叶变换(M-DCFT)搜索参数的方法对慢速运动目标进行参数估计与成像。Sun Guang-cai, Xing Meng-dao等在“Robust GroundMoving-Target Imaging Using Deramp-Keystone Processing，，(IEEE Transactions onGeoscience Remote Sensing, 2013, 51 (2): 966-982)提出 了一种在常规条带 SAR 模式下对快速目标进行成像的方法。Liang Yi, Zhang Long等在“High speed ground moving targetdetection research using triangular modulation FMCW，， (Frontiers of Electricaland Electronic Engineering in China.2009，4 (2): 127-133)提出利用三角波调制调频连续波正、负调频导致动目标成像结果在径向反向移动的特性，对正、负调频信号分别成像并相消，检测出高速动目标。耿淑敏，李星等在“FM-CW SAR动目标检测算法研究”(计算机工程与应用，2012，48 (9):120-123) 一文中分析了 FMCW-SAR动目标检测原理，并重点研究了剩余视频相位项(RVP)对动目标检测结果的影响并给出补偿方法。
[0004]上述方法主要针对条带SAR快速目标成像、FMCff-SAR快速目标检测和FMCW-SAR慢速目标成像，当运动目标速度较快时会出现大的距离徙动、频谱分裂或模糊的情况，成像后目标会出现虚影或者散焦，导致目标的信杂噪比降低，目标不易被检测，现有方法在对FMCff-SAR系统中快速目标进行检测与成像效果不太理想。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种双通道调频连续波SAR系统的动目标检测成像方法，以解决现有技术对快速目标成像时存在的谱分裂和严重散焦问题，实现快速运动目标高质量成像。
[0006]为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案:
[0007]双通道调频连续波SAR系统的动目标检测成像方法，包括以下步骤:雷达系统录取回波数据，包括一通道回波数据
【权利要求】
1.双通道调频连续波SAR系统的动目标检测成像方法，其特征在于，包括以下步骤:雷达系统录取回波数据，包括一通道回波数据S1 (ijm)和二通道回波数据S1 (un!)； 步骤1、对回波数据进行杂波抑制及动目标检测； 步骤la、对一通道回波数据S1 和二通道回波数据S2 分别进行距离向傅里叶变换及去除残余视频相位处理，然后变换回二维时域，得到一通道变换数据Si0和二通道变换数据 步骤lb、将一通道变换数据和二通道变换数据ζ,)分别进行方位向傅里叶变换及多普勒频移补偿，同时对二通道变换数据进行相位偏差补偿，然后分别进行方位向逆傅里叶变换，得到一通道补偿数据Sifl和二通道补偿数据Sif2 ； 步骤lc、将一通道补偿数据Sifl和二通道补偿数据Sif2相减，得到杂波相消后的图像S12; 步骤Id、对杂波相消后的图像S12进行徙动校正，得到校正图像S12r ； 步骤le、将校正图像S1&变换到距离频域并进行方位去斜处理，然后进行方位向傅里叶变换，得到目标图像S121; 步骤If、对目标图像S121进行运动目标检测，对动目标进行逐个提取，得到与检测到的目标对应的目标检测图像Si, i=l,…，M,M为检测到的动目标个数,记录目标检测图像Si中动目标的距离位置Ri; 步骤2、对动目标逐个进行精确成像； 步骤2a、将第i个动目标的目标检测图像Si逆变换到原始数据域，得到原始数据域图像 Smi，
2.根据权利要求1所述的双通道调频连续波SAR系统的动目标检测成像方法，其特征在于:所述步骤Ia中构造RVP相位补偿函数H。对回波数据进行去除残余视频相位处理:
3.根据权利要求1所述的双通道调频连续波SAR系统的动目标检测成像方法，其特征在于:所述步骤Ib中构造多普勒频移补偿函数H1进行多普勒频移补偿，构造相位偏差补偿函数H2对二通道变换数据进行相位偏差补偿:
4.根据权利要求1所述的双通道调频连续波SAR系统的动目标检测成像方法，其特征在于:所述步骤Id中构造徙动校正函数H.对杂波相消后的图像S12进行徙动校正:
5.根据权利要求1所述的双通道调频连续波SAR系统的动目标检测成像方法，其特征在于:所述步骤Ie中构造粗成像去斜函数Ha对校正图像S12i进行方位去斜处理:
6.根据权利要求1所述的双通道调频连续波SAR系统的动目标检测成像方法，其特征在于:所述步骤2c中动目标的速度模糊数
7.根据权利要求1所述的双通道调频连续波SAR系统的动目标检测成像方法，其特征在于:所述步骤2d中动目标的方位去斜函数
8.根据权利要求1所述的双通道调频连续波SAR系统的动目标检测成像方法，其特征在于:所述步骤2e中通过多普勒频移补偿函数H1进行多普勒频移补偿，方位时域图像
9.根据权利要求1所述的双通道调频连续波SAR系统的动目标检测成像方法，其特征在于:所述步骤If中采用单元平均恒虚警检测率方法对目标检测图像S121进行运动目标检测。
10.根据权利要求1或6所述的双通道调频连续波SAR系统的动目标检测成像方法，其特征在于:所述步骤2c中采用Radon法估计距离频域图像Snffi中动目标的斜线斜率I。
【文档编号】G01S7/41GK103744068SQ201410026200
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月21日 优先权日:2014年1月21日
【发明者】周峰, 王金伟, 梁舒幸, 王海兵 申请人:西安电子科技大学