本发明属于航天与微波遥感结合的交叉技术领域,特别涉及一种滑动聚束sar(syntheticapertureradar,合成孔径雷达)的步进扫描脉冲数设计方法。
背景技术:
随着航天技术及微波探测技术的日益发展,sar系统作为空间探测的重要手段,发挥着越来越重要的作用。当前,sar系统的工作模式进一步扩展,分辨率进一步提高。滑动聚束即是改变方位向的扫描方式得到的一种新体制sar工作模式。相比于传统的条带sar工作模式和聚束sar工作模式,滑动聚束sar具有可折中分辨率和方位向测绘带宽度矛盾的技术优势,但同时也面临诸多新的技术挑战,譬如方位向步进扫描时产生的成对回波效应会影响成像性能。所述成对回波效应是指:滑动聚束sar通过天线在方位向步进扫描的方式实现对天线波束指向的控制,步进扫描方式调制了方位向天线方向图,使得在方位向成像结果中主瓣左右成对地出现虚假信号,即成对回波。成对回波位置和幅度与步进扫描数有关,目前尚未查到滑动聚束sar的步进扫描脉冲数的设计方法。
技术实现要素:
本发明的目的是:提出一种由滑动聚束sar的步进扫描脉冲数设计方法,可以应用于滑动聚束sar系统参数设计中。
本发明的技术方案是:
已知滑动聚束sar的系统参数包括:波长λ,脉冲重复频率prf,天线方位向尺寸l,平台运动速度vr,等效天线相位中心到场景中心的最近斜距为r0,天线波束的扫描速率
设td为天线波束步进扫描脉冲数,利用下述不等式判断其是否满足要求:
其中
如果上述不等式成立,则认为成对回波远离成像响应的主瓣,设计的步进扫描脉冲数td满足要求;否则,认为存在成对回波混入成像响应的主瓣,则需进一步减小步进扫描脉冲数td直到上述不等式成立。
采用本发明可取得以下技术效果:
本发明针对滑动聚束sar天线步进扫描所导致的成对回波,提出了滑动聚束sar的步进扫描脉冲数设计方法,可应用于滑动聚束sar系统参数设计过程中。
附图说明
图1是本发明滑动聚束sar的步进扫描脉冲数设计方法流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明提供的方法进行详细说明。
图1为本发明滑动聚束sar的步进扫描脉冲数设计方法流程图。第一步,已知滑动聚束sar系统参数;第二步,设定步进扫描脉冲数;第三步,判断技术方案中的不等式是否成立,如果不等式成立,则认为成对回波远离成像响应的主瓣,设计的步进扫描脉冲数td满足要求;否则,认为存在成对回波混入成像响应的主瓣,则减小步进扫描脉冲数td直到上述不等式成立。
技术方案中利用的不等式是经过理论推导得出的,过程如下:
已知θa(η)表示在方位向时刻为η时,目标与天线相位中心的夹角;θac(η)表示在方位向时刻为η时,天线扫描角;利用下式可以得到在方位向时刻为η时,目标的天线方位向加权值g(η):
其中tp为天线波束步进控制时间,x0表示在场景坐标系下目标所处方位向位置,表达式g(η)和f(η)可以写成如下形式;
因为在滑动聚束sar系统中,g(η)>>f(η),可将其展开成一阶泰勒形式:
其中{sinc2[g(η)]}'和[g(η)]'分别为sinc2[g(η)]和g(η)的一阶导数。
利用傅里叶变换计算sinc2[g(η)]的频域数值,记为g1(ω),则滑动聚束sar由于步进扫描所引入的成对回波g(ω)可表示为:
其中,第一项g1(ω)为主瓣分量,其余两项为成对回波分量。g1(ω)本质上是sinc2(·)函数的近似表达,则其主瓣宽度wmainlobe可表示为:
第一成对回波(即离主瓣最近并对主瓣影响最大的成对回波)不混入主瓣的条件为:
即可得到:
不等式计算过程完毕。
以上所述的本发明实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定,任何在本发明精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。