[发明专利]一种机载CSSAR地面运动目标成像方法

说明书

本发明提供了一种机载CSSAR地面运动目标成像方法，涉及雷达信号处理领域。机载CSSAR接收地面运动目标的回波信号，进行距离向傅里叶变换和方位向傅里叶变换，在二维频域构造距离匹配滤波和距离徙动校正滤波器进行距离徙动校正，然后进行距离向傅里叶逆变换，构造方位压缩滤波器组并进行方位压缩，并计算方位压缩后的目标信号的峰值功率，利用使得方位压缩后目标峰值功率最大的方位压缩滤波器的调频率对距离徙动校正滤波器进行更新，并利用该方位压缩滤波器对距离徙动校正后的目标信号进行方位压缩。本发明的距离徙动校正的精度很高，能用于距离分辨率很高的系统。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理领域，尤其是一种合成孔径雷达地面运动目标成像方法。

背景技术

机载圆轨迹条带合成孔径雷达(Circular Stripmap Synthetic ApertureRadar，CSSAR)是近年来发展起来的一种新的机载SAR，它具有覆盖范围广和周期性重访的特点，因而适合用于空对地广域侦察和时敏目标(如地面运动目标)监视。

由于机载CSSAR是近几年才出现的一种新的机载SAR，人们对机载CSSAR下的地面运动目标成像研究的还很少。文献“Ground moving target imaging algorithm forsingle channel airborne CSSAR”(Electronics Letters,2014,50:24)首次提出了一种适用于机载单通道CSSAR的地面运动目标成像方法，但该方法仅适用于距离分辨率较低的系统。当系统距离分辨率较高时，该方法无法正确校正目标的距离徙动，从而无法实现对目标的高质量成像。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出一种能用于距离分辨率很高的机载CSSAR系统的地面运动目标成像方法。针对现有机载单通道CSSAR地面运动目标成像方法在系统距离分辨率较高时无法正确校正目标的距离徙动的问题，提出一种改进的成像方法，该地面运动目标成像方法能用于距离分辨率很高的机载CSSAR系统。

针对现有成像方法在系统距离分辨率较高时无法正确校正目标距离徙动的问题，本发明对该方法进行改进，提出一个迭代处理流程来实现对目标的距离徙动的准确校正。本发明解决其技术问题所采用的技术方案的步骤为：

步骤1，机载CSSAR接收地面运动目标的回波信号，对接收到的目标的回波信号分别进行距离向傅里叶变换和方位向傅里叶变换，将目标信号变换到二维频域，得到二维频域目标信号；

步骤2，在二维频域构造距离匹配滤波器，将步骤1的二维频域目标信号与距离匹配滤波器相乘进行距离向匹配滤波实现距离压缩；

步骤3，在二维频域构造距离徙动校正滤波器H_rcmc(l)，详细步骤如下：

a)将步骤2的距离向匹配滤波后的目标信号S_rc(f_r,f_a)表示为

其中，W_a(·)为方位频率包络，W_r(·)为距离频率包络，f_a为基带方位频率，且满足-PRF/2≤f_a≤PRF/2，PRF为雷达的脉冲重复频率，f_r为距离频率，M为多普勒模糊数，t_ac为雷达波束中心穿越目标的时刻，R_c为t_ac时刻雷达到目标的距离，l₁和l₂分别为目标距离方程的一次项系数和二次项系数，c为光速，f_c为雷达发射信号的载频；

b)根据距离匹配滤波后的目标信号的表达式，即公式(1)，构造如下距离徙动校正滤波器：

其中l为距离徙动校正因子；