[发明专利]一种双基连续波合成孔径雷达遥感成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及雷达遥感成像技术领域，是一种双基连续波合成孔径雷达遥感成像方法，应用于连续波合成孔径雷达对地观测领域。

背景技术

合成孔径雷达技术是目前对地遥感、成像及监测的重要技术手段，它可以实现全天时、全天候大覆盖区域高分辨率成像，在灾害监测、战术侦查、地形匹配导航、目标识别等方面有着广泛的应用。连续波合成孔径雷达通过增大脉冲持续时间，降低系统的峰值功率，从而大大降低系统体积、质量、成本及风险，同时提高系统的灵活度，在遥感对地、对空探测、战术侦查及灾害监测方面都将发挥重大作用。由于连续波合成孔径雷达系统基于持续地发射和接受脉冲，需要独立的发射与接收天线。如果发射和接收天线置于同一平台，会带来复杂的天线串扰和耦合问题。本发明采用双基模式，将天线分置于两个独立的平台上，解决收发隔离问题并同时提供更好的灵活性。然而，独立收发平台意味着信号收发路径不同，从而导致信号历程包含两个根号项。这给双基连续波合成孔径雷达遥感成像带来了很大的困难。

发明内容

本发明的目的是给出一种双基连续波合成孔径雷达遥感成像方法，建立双基连续波合成孔径雷达回波信号模型，并利用级数反演法方法和傅立叶变化性质，精确求解信号二维解析谱。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种双基连续波合成孔径雷达遥感成像方法，其包括步骤：

a)采用收发天线分置，持续不断发射和接收线性调频信号，并在接收信号的同时用解斜操作的模式采集回波数据；

b)基于收发平台的空间几何关系，精确描述信号的回波延时，建立接收信号的时域模型；

c)根据b)步的时域模型，建立双基连续波合成孔径雷达方位时间-距离频率域回波信号模型；

d)分解c)步的信号为线性成分及非线性成分两部分；

e)引入级数反演方法(Method of Series Reversion，MSR)，建立信号非线性成分的二维频域模型；

f)利用傅立叶变化的性质，推导完整信号二维频谱与信号非线性成分二维频域表达式之间的关系，从而建立双基连续波合成孔径雷达信号二维频谱模型。

所述的双基连续波合成孔径雷达遥感成像方法，其所述b)步，参照连续波体制下距离向时间变量对回波延时的影响，分析信号回波延时，建立精确的回波信号时域模型，精确描述双基连续波合成孔径雷达回波信号特性。

所述的双基连续波合成孔径雷达遥感成像方法，其所述d)步中，因为双基体制雷达回波历程包含双根号，将回波信号分解为线性相位成分及非线性相位成分两部分，对非线性成分进行傅立叶变化，利用级数反演法求解傅立叶变换过程中的驻定相位点，从而得到信号非线性的频域表达式。

所述的双基连续波合成孔径雷达遥感成像方法，其所述e)步，根据傅立叶变换的性质，通过回波信号和信号非线性相位成分的关系，推导出回波信号二维频谱与信号非线性相位成分二维频域表达式之间的映射关系，从而实现双基连续波合成孔径雷达二维解析谱公式的建立。

本发明的有益效果是，突破传统连续波合成孔径雷达单基模式的局限，实现双基连续波合成孔径雷达二维解析谱的求解，并为未来双基连续波合成孔径雷达的频域信号处理方法研究提供依据。

附图说明

图1是双基连续波模式下雷达发射、接收平台和地面目标之间的几何关系示意图；

图2是本发明的一种双基连续波合成孔径雷达遥感成像方法流程示意图；

图3是仿真场景示意图；

图4是采用本发明方法求解频谱匹配滤波结果示意图。

具体实施方式

本发明的一种双基连续波合成孔径雷达遥感成像方法，突破传统连续波合成孔径雷达的限制，采用收发天线分置于不同平台，持续发射和接收信号的方式接收数据，并利用解斜操作降低数据率和采样要求。精确表达连续波体制下距离向时间变量对回波延时的影响，获得精确的回波延时表达式，进而建立回波信号时域模型；根据回波信号时域模型及时频域映射关系，利用级数反演法方法解决信号历程包含双根号项这一难题，求解信号非线性成分的频域表达式；并利用傅立叶变化的特性，推导信号解析谱与信号非线性成分频域表达式之间的关系，从而得出完整的信号频谱，为双基连续波合成孔径雷达频域信号处理方法提供支撑。