[发明专利]一种合成孔径雷达的脉冲重复频率下限值的确定方法

说明书

技术领域

本发明属于合成孔径雷达技术领域，具体的涉及一种合成孔径雷达的脉冲重复频率下限值的确定方法，可突破雷达工作平台和工作模式的限制，得到准确的脉冲重复频率下限值。

背景技术

弹载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)导引头在导弹末制导阶段采用聚束模式，通过控制天线波束对目标场景持续照射，可以突破雷达波束宽度限制，实现对目标区域的二维高分辨聚焦成像，为匹配定位提供准确的目标场景信息。弹载SAR系统在脉冲重复频率(Pulse Repetition Frequency，PRF)参数设计时需要考虑方位模糊性设置、距离模糊性设置、测绘带全孔径数据无模糊、高度向杂波干扰等因素。其中，方位模糊性限制决定了PRF的下限值。尽管传统机载、星载、弹载SAR成像系统PRF下限设计方法理论得到不断完善，但在运用于弹载下降段大前斜聚束SAR成像系统时仍面临以下问题：

谢华英等在《弹载平台聚束SAR成像脉冲重复频率设计》中提出了一种基于穷举法的聚束SAR成像导引头PRF设计方法，该方法在分析方位模糊性限制时，只推导了PRF设计的一个合理下界而非确定的下界值。虽然其优点是计算方法简单方便，但存在发射脉冲数较大及PRF参数无法设计的问题，从而影响PRF参数的设定。

郑陶冶等在《弹载SAR脉冲重复频率设计研究》中提出了一种弹载SAR在导弹平飞段采用条带模式时PRF下限设计方法，该方法由于雷达工作模式为条带模式，因此不能适用于弹载聚束SAR成像系统PRF下限值设计。

井伟等研究了星载SAR工作在条带模式下系统参数设计方法。这类方法由于平台运动特性差异，这些方法并不能直接用于弹载下降段大斜视聚束SAR系统PRF下限值设计。

发明内容

针对上述已有技术的不足，本发明的目的在于提出一种合成孔径雷达PRF下限值的确定方法，以突破雷达工作平台和工作模式的限制，得到准确的合成孔径雷达的PRF下限值。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种合成孔径雷达的脉冲重复频率下限值的确定方法，包括如下步骤：

步骤1、确定合成孔径雷达目标回波信号的多普勒带宽；

步骤2、确定所述合成孔径雷达目标回波信号的多普勒中心偏移带宽；

步骤3、根据所述多普勒带宽和所述多普勒中心偏移带宽的和，确定所述合成孔径雷达的脉冲重复频率下限值。

本发明技术方案的特点和进一步的改进为：

(1)步骤1具体包括如下子步骤：

(1a)建立所述合成孔径雷达成像的几何模型；

(1b)根据所述几何模型，确定在慢时间t_m时刻所述合成孔径雷达到目标的瞬时斜距；

(1c)根据所述瞬时斜距，确定所述合成孔径雷达的方位调频率；

(1d)根据所述合成孔径雷达的方位时间宽度和所述瞬时斜距，计算所述多普勒带宽。

(2)步骤2具体包括如下子步骤：

(2a)确定所述合成孔径雷达波束照射范围内的目标散射点对应的等效斜视角

(2b)计算其中，表示所述合成孔径雷达波束照射范围内的第m个目标散射点对应的等效斜视角，表示所述合成孔径雷达波束照射范围内的第n个目标散射点对应的等效斜视角，且表示的最大值，表示的最小值；

(2c)计算所述合成孔径雷达在一个波束范围内的最大多普勒中心频偏△f_dcmax，其中，λ为所述合成孔径雷达发射信号的波长，v为所述合成孔径雷达的运动速度；

(2d)根据所述最大多普勒中心频偏△f_dcmax，确定所述多普勒中心偏移带宽。

更进一步的，子步骤(2a)还具体包括如下子步骤:

(a)确定所述合成孔径雷达波束照射范围内的目标散射点的单位斜距矢量

(b)根据确定所述合成孔径雷达波束照射范围内的目标散射点对应的等效斜视角为所述合成孔径雷达的单位速度矢量。

(3)步骤3具体为：

prf_{Low_value}＝α·(B_a+B_d)

其中，prf_{Low_value}为所述脉冲重复频率下限值，α为加权系数，α≥1，B_a为所述多普勒带宽，B_d为所述多普勒中心偏移带宽。

进一步的，加权系数α＝1.2。