一种单脉冲前视扫描成像聚焦补偿方法

本发明涉及单脉冲前视扫描成像结果聚焦补偿方法。

背景技术：

1、前视区域的成像，对军事上如弹载导引头、民用上如民航起降等场景都有着极其重要的意义。单脉冲前视扫描成像是通过和差通道发射、接收雷达信号，并对回波信号进行距离向脉压处理、方位向多普勒处理以及单脉冲测角后投影成像的技术，在发射和接收的过程中，天线不断进行扫描。单脉冲测角技术是通过一定的算法，从和差通道中得到目标的角度信息。然而，由于鉴角曲线的非线性性，同一目标在不同扫描位置上得到的角度存在一定的偏差，当目标雷达之间距离很大时，该偏差会造成较大的位置测量误差，在成像结果上表现为“散焦”，使成像质量大大降低。而前视成像质量对于后续的判断应对至关重要，故进行聚焦补偿显得十分重要。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有单脉冲前视扫描成像在单脉冲测角过程中由于鉴角曲线非线性出现测角偏差，进而导致成像结果散焦的问题，而提出的一种单脉冲前视扫描成像结果聚焦补偿方法。

2、一种单脉冲前视扫描成像聚焦补偿方法具体过程为：

3、步骤一、分别对单脉冲前视扫描成像雷达和、差通道回波数据进行距离向处理和距离徙动校正，得到和、差通道的脉压回波结果，即一维距离像；

4、步骤二、取和通道中心扫描角度θscan0的n个脉压回波，计算归一化幅度方差选取归一化幅度方差且一维距离像幅度最大的距离单元tc；

5、步骤三、分别对和、差通道距离单元tc的脉压数据按方位向做短时傅里叶变换处理，得到时频图；选取和通道时频图里中间时刻的最大幅值，联合差通道时频图对应位置幅值计算出方位角度θ，并记录对应扫描角度θscan0；

6、步骤四、在距离单元tc中，分别选取各个扫描角度θscan，重复执行步骤三，得到θ～θ+θscan曲线；

7、用多项式f(θ)＝a0+a1θ+a2θ2+a3θ3+a4θ4+a5θ5拟合该曲线；

8、其中ai,i＝1…5为多项式系数；

9、步骤五、利用公式θ′＝θ-f0(θ)修正所有距离单元的各个散射点的测角值；

10、其中曲线上下平移至原点得到的新曲线f0(θ)＝f(θ)-f(0)；

11、用修正后的角度单脉冲投影得到聚焦补偿的图像。

12、本发明的有益效果为：

13、本发明对原有的单脉冲前视扫描成像的成像结果聚焦性进一步提高，大大改善了成像质量。在信噪比15db，目标雷达相距6km且目标密集程度不高的条件下，成像结果聚焦性提高10倍左右；同时大大抑制了成像结果的展宽，在该意义下提高了成像的分辨率；利用归一化幅度方差挑选的特显点代替孤立散射点，扩大了该方法的应用范围；另外，本发明的鲁棒性较好，对于低信噪比、密集的成像场景，仍有一定程度的成像质量改善。

技术特征：

1.一种单脉冲前视扫描成像聚焦补偿方法，其特征在于：所述方法具体过程为：

2.根据权利要求1所述的一种单脉冲前视扫描成像聚焦补偿方法，其特征在于：所述步骤一中分别对单脉冲前视成像雷达和、差通道回波数据进行距离向处理和距离徙动校正，得到和、差通道的脉压回波结果，即一维距离像；具体过程为：

3.根据权利要求2所述的一种单脉冲前视扫描成像聚焦补偿方法，其特征在于：所述步骤二中取和通道中心扫描角度θscan0的n个脉压回波，计算归一化幅度方差选取归一化幅度方差且一维距离像幅度最大的距离单元tc；具体过程为：

4.根据权利要求3所述的一种单脉冲前视扫描成像聚焦补偿方法，其特征在于：所述步骤三分别对和、差通道距离单元tc的脉压回波数据按方位向做短时傅里叶变换处理，得到时频图；选取和通道时频图里中间时刻的最大幅值，联合差通道时频图对应位置幅值计算出方位角度θ，并记录对应扫描角度θscan0；具体过程为：

5.根据权利要求4所述的一种单脉冲前视扫描成像聚焦补偿方法，其特征在于：所述步骤四在距离单元tc中，分别选取各个扫描角度θscan，重复执行步骤三，得到θ～θ+θscan曲线；用多项式f0(θ)＝a0+a1θ+a2θ2+a3θ3+a4θ4+a5θ5拟合该曲线；其中ai,i＝1…5为多项式系数；具体过程为：

6.根据权利要求5所述的一种单脉冲前视扫描成像聚焦补偿方法，其特征在于：所述步骤五利用公式θ′＝θ-f0(θ)修正所有距离单元的各个散射点的测角值；

技术总结
一种单脉冲前视扫描成像聚焦补偿方法，本发明涉及单脉冲前视扫描成像结果聚焦补偿方法。本发明的目的是解决现有单脉冲前视扫描成像在单脉冲测角过程中由于鉴角曲线非线性出现测角偏差，进而导致成像结果散焦的问题。过程为：一、得到和、差通道的脉压回波结果，即一维距离像；二、取和通道中心扫描角度的N个脉压回波，计算归一化幅度方差；选取归一化幅度方差小于0.12且一维距离像幅度最大的距离单元；三、得到时频图；计算出方位角度，并记录对应扫描角度；四、在距离单元中，分别选取各个扫描角度，重复执行三，得到曲线；用多项式拟合该曲线；五、用修正后的角度单脉冲投影得到聚焦补偿的图像。本发明用于雷达成像领域。

技术研发人员：刘禹锋,王勇
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13