[发明专利]一种斜视星载聚束SAR变PRT校正距离徙动方法

说明书

技术领域

本发明涉及雷达技术领域，具体地说，是指一种斜视星载聚束式合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，简称SAR）变脉冲重复时间（Pulse Repetition Time，简称PRT）校正距离徙动方法。

背景技术

合成孔径雷达是一种依靠雷达和目标间相对运动产生的多普勒效应来获取方位向高分辨率，依靠发射大时带积信号来获取距离向高分辨率的二维成像雷达。由于在合成孔径过程中，雷达与目标间的相对运动，使得它们之间的斜距变化超过了一个距离分辨单元，导致来自同一目标的回波信号在距离向分布于不同的距离单元内，因此产生距离徙动。

星载SAR一般工作在正侧视模式下，当星载SAR在斜视聚束模式下时，由于与目标之间斜距变化很大，回波数据存在较大的距离徙动，使得测绘带宽度变小，甚至无法得到有效的回波数据。同时距离徙动校正是SAR成像处理的核心内容，因此大的距离徙动也是斜视星载聚束SAR成像中的一个难点问题。

在机载情况下，飞机飞行高度低，测绘带窄，雷达脉冲重复频率低，在单个脉冲周期内就可以接受到目标回波，因此可以通过“滑窗处理”校正距离徙动的影响。但在星载情况下，卫星飞行高度高，测绘距离远，测绘带宽，雷达脉冲重复频率高，回波窗持续时间与脉冲重复时间相差很小，单纯通过“滑窗处理”无法根本解决距离徙动问题。因此，需要采用一种通过改变脉冲发射时间的方法来校正距离徙动。

发明内容

本发明针对星载SAR无法在斜视条件下单纯通过“滑窗处理”解决距离徙动问题，提出了一种改变脉冲重复时间（PRT）的校正距离徙动方法。根据卫星与目标间的斜距变化情况，利用距离误差平方和最小原则，逐个脉冲增大或减小脉冲重复时间，使得不同方位位置处开始接收的回波信号的延迟时间基本相同，从而达到减小距离徙动量的目的，同时避免了测绘带宽度的损失。

一种斜视星载聚束SAR变PRT校正距离徙动方法，流程如图1所示，包括以下几个步骤：

步骤一、设定初始脉冲重复时间T₀，输入星载SAR与目标间的离散时间-距离数据D，利用MATLAB软件中polyfit函数，得到雷达与目标间斜距-时间变化函数R(t)，并计算卫星与目标间的初始时刻距离R₀，根据初始时刻距离R₀与初始脉冲重复时间T₀，计算得到距离模糊数n。

步骤二、根据步骤一中所得的雷达与目标间斜距-时间变化函数R(t)和距离模糊数n，利用距离误差平方和最小原则，联立得到目标函数F(Δ,Δ₁,Δ₂)，通过求解该目标函数的最小值，计算第i个脉冲重复时间T_i和回波窗开启时间Δ。

步骤三、根据步骤二中计算得到的第i个脉冲重复时间T_i和回波窗开启时间Δ，依次发射信号脉冲并接收回波信号。

上述变PRT校正距离徙动方法适用于斜视星载聚束SAR。

本发明的优点在于：

（1）通过改变雷达PRT实现距离徙动量的有效补偿，该方法运算量较小，而且校正后同一目标的回波出现在相同距离门内，降低成像处理难度。

（2）采用变PRT校正距离徙动方法中，可以避免由于距离徙动带来的成像测绘带宽度损失，增加卫星的测绘带宽度。

附图说明

图1是本发明的方法流程图；

图2是本发明的变PRT下信号时序示意图；

图3是本发明的星载SAR与目标间的离散时间-距离数据示例；

图4是固定脉冲重复时间距离徙动曲线示意图；

图5是本发明的PRT二次变化规律下校正后的距离徙动曲线示意图；

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明是一种斜视星载聚束SAR变PRT校正距离徙动方法，流程如图1所示，包括以下几个步骤：

步骤一、设定初始脉冲重复时间T₀，输入星载SAR与目标间的离散时间-距离数据D，利用MATLAB软件中polyfit函数，得到雷达与目标间斜距-时间变化函数R(t)，并计算卫星与目标间的初始时刻距离R₀，根据初始时刻距离R₀与初始脉冲重复时间T₀，计算得到距离模糊数n。

具体为：