[发明专利]一种双基地前视合成孔径雷达测绘带范围计算方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达信号处理处理技术领域，尤其涉及双基地前视合成孔径雷达(SAR，Synthetic Aperture Radar)的测绘带范围计算方法。

背景技术

与光学传感器相比，合成孔径雷达具有穿透性强，能全天时、全天候工作的独特优点，目前已得到广泛的应用。双基地SAR是一种新的雷达体制，系统发射站和接收站分置于不同平台上，收发分置的特点使其具备了许多突出的优点和特点，如获取目标信息丰富、作用距离远、安全性好、抗干扰能力强等。

双基地前视SAR是指收发波束共同指向运动接收站前方地面的双基地SAR系统。由于收发分置，发射站可为接收站提供方位向合成孔径，形成方位向高分辨，通过发射大带宽信号形成距离向高分辨，因此双基地前视SAR可以实现接收站前视高分辨成像。双基地前视SAR可以克服传统SAR技术不能实现飞行器正前方高分辨雷达成像的缺陷，使编队飞行的飞机具备前视成像的能力，从而可以应用于飞行器前视对地观测、自主导航、自主着陆、物资空投等领域。

测绘带范围是雷达成像和对地观测领域一个重要的概念和系统指标，也被称为辐照宽度和扫描宽度，它决定系统在地面的可成像区域范围。目前针对单基地SAR和双基地侧视SAR，测绘带范围通常采用系统模糊理论来确定，可见文献“保铮，邢梦道，王彤，《雷达成像技术》，电子工业出版社，2006年”、“John C.Curlander，Robert N.Mcdonough，《合成孔径雷达-系统与信号处理》，电子工业出版社，2006年”，即测绘带内的信号在距离和方位两个方向上都不存在模糊，从而由系统脉冲重复频率限制可以得到系统测绘带范围。但是在双基地前视SAR中，接收波束指向接收站运动的正前方，该区域内的目标并不都具有成像能力。所以不能只由模糊理论来确定双基地前视SAR的测绘带范围。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的方法在确定双基地前视SAR的测绘带范围时存在的问题，提出了一种双基地前视合成孔径雷达测绘带范围计算方法。

为了方便描述本发明的内容，首先对以下术语进行解释：

术语1：合成孔径雷达(SAR)

合成孔径雷达通常安装在空间中运动平台上，在距离向通过发射大时宽带宽积信号获取高的分辨率，在方位向通过雷达向前运动，产生一个等效的长阵列天线，达到波束锐化的目的，从而提高方位向的角度分辨率。

术语2：双基地SAR(Bistatic SAR)

双基地SAR是指系统发射站和接收站分置于不同平台上的SAR系统，其中至少有一个平台为运动平台，在概念上属于双基地雷达。

术语3：双基地前视SAR(Forward-looking bistatic SAR)

双基地前视SAR是指收发波束共同指向运动接收站前方地面的双基地SAR系统。由于收发分置，双基地SAR可以克服传统SAR技术不能实现飞行器正前方高分辨雷达成像的缺陷，使编队飞行的飞机具备前视成像的能力，从而可以应用于飞行器前视对地观测、自主导航、自主着陆、物资空投等领域。

术语4：双基地SAR梯度分辨率理论

梯度分辨率理论用来研究分析合成孔径雷达的分辨能力，系统时延的梯度决定距离分辨率，多普勒频率的梯度决定方位分辨率。

术语5：SAR模糊理论

在SAR成像技术中，较低的脉冲重复频率(PRF，Pulse RepetitionFrequency)会导致方位向频谱的混叠，产生方位模糊，使方位向的模糊电平提高。较高的PRF将减小脉冲间的持续时间，在时间上使接收脉冲间产生交叠，产生距离模糊。所以，PRF需要同时考虑方位和距离模糊的限制。

术语6：测绘带

测绘带是覆盖在地面上与平台运动方向平行的一条带状区域，决定系统在地面的可成像区域范围。传统单基地SAR中，测绘带与距离向垂直，测绘带范围由天线波束距离向在地面上的散布宽度决定。在系统设计时，为了避免距离模糊，测绘带受PRF的大小限制。

本发明的一种双基地前视合成孔径雷达测绘带范围计算方法，具体包括如下步骤：