[发明专利]一种改进的双基地合成孔径雷达NLCS成像算法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改进的双基地合成孔径雷达NLCS成像算法，属于合成孔径雷达数据处理技术领域。

背景技术

与单基地雷达相比，双基地雷达收发分置的特殊配置使其具有配置灵活、获取信息丰富、抗拦截、抗干扰等优点，这些优势以及应用前景使得双基地雷达近几年来越来越受到青睐。双基地雷达包括很多种配置模式，按照收发平台的类型来分，主要包括星载双基地SAR、机载双基地SAR、星机双基地SAR、地机双站SAR等。

在双基地一站固定模式下，收发相对位置随着时间变化，从而不同方位位置的目标，其多普勒历程各不相同，故成像匹配滤波器沿着方位向是空变的，因此，对该模式回波数据的成像处理是一个二维空变滤波的过程，这大大增加了成像处理的难度。

仇晓兰提出的传统NLCS(Non-linear Chirp Scaling)算法实现了发射机正侧视时大双基地角和大场景下的聚焦。然而，当发射机工作在斜视模式时，利用驻定相位原理将信号从二维频域转换到距离多普勒域时二次模型会失效。这种传统的NLCS算法不仅忽略了发射机斜视时驻定相位原理中二次模型失效所引入的距离向高次相位，对于距离向调频率的二维空变性也没有考虑。

所以，需要设计一种能够精确聚焦发射机斜视模式下双基地SAR回波的成像方法，对于雷达系统的数据处理尤为重要。

发明内容

本发明的目的是为了改善发射机斜视时距离向调频率的二维空变性和高次相位所产生的影响，同时考虑到发射机斜视时利用驻定相位原理，将信号从二维频域转换到距离多普勒域时，二次模型的失效以及距离向调频率的二维空变性，提出一种改进的双基地合成孔径雷达NLCS成像算法。

本发明方法是通过下述技术方案实现的：

一种改进的双基地合成孔径雷达NLCS成像算法，包括如下步骤：

利用右手笛卡尔坐标系原则，设定平行于发射机航迹的方向为y轴方向，垂直于所述航迹的方向为x轴方向，z轴方向垂直于x和y组成的平面；

设定发射机位置为(x_t,y_t,z_t)，静止接收机位置为(x_r,y_r,z_r)，场景中目标的位置为(x,y,z)，发射机的运行速度为V，目标到发射机的最短距离为R₂₀，参考点到发射机的最短距离为R_{20_ref}，目标到双站的最短距离和为R_bio，目标到接收机的距离为R_r，距离向的频率为f_t，距离向的带宽为B_r，方位向的频率为f_η，方位向的带宽为B_a，多普勒中心频率为f_dc，光速为c，脉冲重复频率为PRF，发射机工作波长为λ，方位时间为η，参考点的距离调频率为K_{e_ref}；

步骤一、计算目标回波的距离向三次相位φ₃；选定参考点，根据所述φ₃获取参考点处的三次相位φ′₃，然后在二维频域上将目标回波乘以参考点处φ′₃的共轭，获取消除高次相位影响的信号；

本步骤具体过程如下：

设定发射信号为线性调频信号s(t)＝exp(jπK_rt²+j2πf₀t)；

其中，t为快时间，T_p为脉冲宽度，K_r表示调频斜率，f₀表示载频；

目标回波的二维频谱可表示为：