一种面向合成孔径雷达的2比特成像方法及相关设备

本发明涉及信号处理，尤其涉及一种面向合成孔径雷达的2比特成像方法及相关设备。

背景技术：

1、合成孔径雷达(synthetic aperture radar,sar)具有全天时全天候的远距离、高分辨探测能力，在遥感测绘、区域检测、地质勘探、灾难救援等众多领域发挥着重要的作用。随着对sar成像需求的日益增加，具有更高波段、更大带宽的信号被用于sar成像，从而实现更加精细的图像分辨率。但是，信号带宽的增加为sar系统带来了更加沉重的运算负担。为了降低sar数据采集、存储、传输、处理等成本，目前针对sar数据进行了单比特采样量化的研究。

2、目前，单比特采样量化在系统架构简化方面、于效率提升方面具有较大优势，然而目前在合成孔径雷达成像系统中应用单比特采样量化的方法仍然存在将单比特采样量化理论与压缩感知理论结合导致计算复杂度高和单比特量化非线性效应带来的谐波导致出现虚假目标的问题。

3、因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

1、本申请要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种面向合成孔径雷达的2比特成像方法及相关设备，本发明能够通过对信号进行移相并分别采样，并得到对应的成像结果，对成像结果相加从而得到目标成像结果，而由于目标成像结果是由移相前后的信号成像得到的，因此通过移相使得最终得到的目标图像中由于谐波造成的影响被抑制，同时本发明中采用简单的量化信号的方式，并没有基于压缩感知等方法的大量循环迭代运算，使得在实现过程中具有较低的实施要求，无需进行复杂的计算。

2、为了解决上述现有技术问题的不足，本申请实施例第一方面提供了一种面向合成孔径雷达的2比特成像方法，所述方法包括：

3、获取雷达接收到的目标回波信号，对信号进行采样并提取符号信息，得到第一单比特信号，对第一单比特信号进行成像处理得到第一成像结果；

4、对雷达接收到的目标回波信号进行移相处理，对移相后的信号进行采样并提取符号信息，得到第二单比特信号，对第二单比特信号进行成像处理得到第二成像结果；

5、对第一成像结果和第二成像结果相加合并输出得到目标成像结果。

6、所述获取雷达接收到的目标回波信号，对信号进行采样并提取符号信息，得到第一单比特信号，对第一单比特信号进行成像处理得到第一成像结果，具体包括：

7、所述得到第一单比特信号的过程中按照恒定的第一时间间隔采样，采样后只保留采样信号的符号信息，根据符号信息形成第一单比特信号；

8、采用距离多普勒算法对第一单比特信号进行处理得到第一成像结果。

9、所述对雷达接收到的目标回波信号进行移相处理，对移相后的信号进行采样并提取符号信息，得到第二单比特信号，对第二单比特信号进行成像处理得到第二成像结果，具体包括：

10、对雷达接收到的目标回波信号进行移相处理，对移相后的信号按照恒定的第一时间间隔采样，采样后只保留采样信号的符号信息，根据符号信息形成第二单比特信号；

11、采用距离多普勒算法对第二单比特信号进行处理得到第二成像结果。

12、所述移相处理，具体包括：

13、根据预设的相移量，对雷达接收到的目标回波信号进行相位延迟。

14、所述预设的相移量，具体包括：

15、所述预设的相移量根据要抑制的假目标进行设置，所述相移量对目标成像结果的影响关系为其中αk为目标成像结果相对于第一成像结果的幅度增益系数，k为谐波的阶数，θ为相移量。

16、所述对第一成像结果和第二成像结果相加合并输出得到目标成像结果，具体包括：

17、计算合并后的目标成像结果中目标图像对应的基波和谐波的幅度增益系数，确定输出的目标成像结果是否抑制谐波的虚假目标；

18、若输出的目标成像结果抑制谐波的虚假目标则输出对应目标成像结果；

19、若输出的目标成像结果不能抑制谐波的虚假目标则重新移相，输出重新移相后对于得到的目标成像结果；

20、所述幅度增益系数和移相的关系为其中αk为目标成像结果相对于第一成像结果的幅度增益系数，k为谐波的阶数，θ为相移量。

21、所述计算合并后的目标成像结果中目标图像对应的基波和谐波的幅度增益系数，确定输出的目标成像结果是否抑制谐波的虚假目标，具体包括：

22、若α1>1，α1>αk，k＝3、5......，k取预设的要抑制的谐波对应的阶数，则输出的目标成像结果抑制了谐波的虚假目标；

23、若输出的目标成像结果中不满足α1>1且α1>αk，k＝3、5......，k取预设的要抑制的谐波对应的阶数，则输出的目标成像结果未抑制谐波的虚假目标。

24、本申请实施例第二方面提供了一种面向合成孔径雷达的2比特成像系统，所述装置包括：

25、第一成像结果生成模块，获取雷达接收到的目标回波信号，对信号进行采样并提取符号信息，得到第一单比特信号，对第一单比特信号进行成像处理得到第一成像结果；

26、第二成像结果生成模块，对雷达接收到的目标回波信号进行移相处理，对移相后的信号进行采样并提取符号信息，得到第二单比特信号，对第二单比特信号进行成像处理得到第二成像结果；

27、目标成像结果生成模块，对第一成像结果和第二成像结果相加合并输出得到目标成像结果。

28、本申请实施例第三方面提供了一种雷达器件，其特征在于，所述雷达器件包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的面向合成孔径雷达的2比特成像方法，所述处理器执行所述面向合成孔径雷达的2比特成像方法时，实现如如上任一项所述的面向合成孔径雷达的2比特成像方法的步骤。

29、本申请实施例第四方面提供了一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上任意一项所述的面向合成孔径雷达的2比特成像方法中的步骤。

30、有益效果：与现有技术相比，本申请提供了一种面向合成孔径雷达的2比特成像方法及相关设备，所述方法包括获取雷达接收到的目标回波信号，对信号进行采样并提取符号信息，得到第一单比特信号，对第一单比特信号进行成像处理得到第一成像结果；对雷达接收到的目标回波信号进行移相处理，对移相后的信号进行采样并提取符号信息，得到第二单比特信号，对第二单比特信号进行成像处理得到第二成像结果；对第一成像结果和第二成像结果相加合并输出得到目标成像结果。本发明能够通过对信号进行移相并分别采样，并得到对应的成像结果，对成像结果相加从而得到目标成像结果，而由于目标成像结果是由移相前后的信号成像得到的，因此通过移相使得最终得到的目标图像中由于谐波造成的影响被抑制，同时本发明中采用简单的量化信号的方式，并没有基于压缩感知等方法的大量循环迭代运算，使得在实现过程中无需进行复杂的计算。

技术特征：

1.一种面向合成孔径雷达的2比特成像方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述基于深度学习的地震波信号方位角估计方法，其特征在于，所述获取雷达接收到的目标回波信号，对信号进行采样并提取符号信息，得到第一单比特信号，对第一单比特信号进行成像处理得到第一成像结果，具体包括：

3.根据权利要求2所述基于深度学习的地震波信号方位角估计方法，其特征在于，所述对雷达接收到的目标回波信号进行移相处理，对移相后的信号进行采样并提取符号信息，得到第二单比特信号，对第二单比特信号进行成像处理得到第二成像结果，具体包括：

4.根据权利要求1所述基于深度学习的地震波信号方位角估计方法，其特征在于，所述移相处理，具体包括：

5.根据权利要求4所述基于深度学习的地震波信号方位角估计方法，其特征在于，所述预设的相移量，具体包括：

6.根据权利要求1所述基于深度学习的地震波信号方位角估计方法，其特征在于，所述对第一成像结果和第二成像结果相加合并输出得到目标成像结果，具体包括：

7.根据权利要求6所述基于深度学习的地震波信号方位角估计方法，其特征在于，所述计算合并后的目标成像结果中目标图像对应的基波和谐波的幅度增益系数，确定输出的目标成像结果是否抑制谐波的虚假目标，具体包括：

8.一种面向合成孔径雷达的2比特成像系统，其特征在于，所述系统包括：

9.一种雷达器件，其特征在于，所述雷达器件包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的面向合成孔径雷达的2比特成像方法，所述处理器执行所述面向合成孔径雷达的2比特成像方法时，实现如权利要求1-7任一项所述的面向合成孔径雷达的2比特成像方法的步骤。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1-7任意一项所述的面向合成孔径雷达的2比特成像方法中的步骤。

技术总结
本发明公开了一种面向合成孔径雷达的2比特成像方法及相关设备，包括：获取雷达接收到的目标回波信号，进行采样提取符号信息，得到第一单比特信号，对第一单比特信号进行成像处理得到第一成像结果；对目标回波信号移相处理，对移相后的信号进行采样提取符号信息，得到第二单比特信号，对第二单比特信号进行成像处理得到第二成像结果；对第一成像结果和第二成像结果相加合并输出得到目标成像结果。通过对信号进行移相、成像，再相加得到目标成像结果，使得得到的目标图像中由于谐波造成的影响被抑制，且本发明中采用简单的量化信号的方式，并没有基于压缩感知等方法的大量循环迭代运算，使得在实现过程中具有较低的实施要求，无需进行复杂的计算。

技术研发人员：黄磊,刘仕奇,李冰,赵博,李强,包为民
受保护的技术使用者：深圳大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11