[发明专利]机载多通道CSSAR地面运动目标运动参数估计方法

说明书

本发明提供了一种机载多通道CSSAR地面运动目标运动参数估计方法，涉及雷达信号处理领域。本发明对距离压缩后的目标信号进行距离向傅里叶变换，并进行基带多普勒中心补偿，对补偿后的目标信号进行方位向傅里叶变换，估计目标的多普勒模糊数和多普勒调频率，并构造二维频域参考函数，根据目标的多普勒中心频率、多普勒调频率和正侧视时刻目标的位置参数估计目标的运动参数。本发明建立了目标位置和速度之间的耦合的精确关系式，提出利用目标的多普勒调频率、多普勒中心频率和目标在SAR图像中的位置信息来解除目标位置和速度之间的耦合，能准确估计出机载多通道CSSAR下地面运动目标的运动参数。

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运动参数估计方法。

背景技术

机载圆轨迹条带合成孔径雷达(Circular Stripmap Synthetic ApertureRadar，CSSAR)具有覆盖范围广和周期性重访的特点，因而适合用于地面运动目标指示(Ground Moving Target Indication，GMTI)。目标运动参数估计是GMTI系统的基本任务之一，因此有必要研究适用于机载CSSAR的地面运动目标运动参数估计方法。

现有的适用于常规直线轨迹合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)的地面运动目标运动参数估计方法通常是根据目标的方位调频率估计目标的方位向速度，根据目标的多普勒中心频率估计目标的距离向速度。然而，对于机载CSSAR，它的圆形的运动轨迹导致目标的位置和速度之间出现了耦合，使得上述用于直线轨迹SAR的运动参数估计方法无法直接用于机载CSSAR。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明为机载多通道CSSAR提出一种能应对目标位置和速度之间的耦合的运动参数估计方法。针对机载CSSAR下地面运动目标的位置和速度存在的耦合导致现有地面运动目标运动参数估计方法无法用于机载CSSAR的问题，提出一种能够应对目标位置和速度之间的耦合的运动参数估计方法，实现机载多通道CSSAR下地面运动目标运动参数的准确估计。

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、假设：(1)杂波已被机载多通道CSSAR系统采用偏置相位中心天线(Displaced Phase Center Antenna，DPCA)方法抑制；(2)距离压缩后的目标信号已被提取，且目标信号位于原始数据域；

对距离压缩后的目标信号进行距离向傅里叶变换，将目标信号变换到方位时域距离频域，进入步骤2；

步骤2、对步骤1变换到方位时域距离频域的目标信号进行基带多普勒中心补偿，包括如下步骤：

a)方位时域距离频域的目标信号s_DPCA(f_r,t_a)表示为

其中，W_r(·)为距离频率包络，w_a,1(·)为参考通道的收发双程天线方向图，f_c为雷达发射信号的载频，f_r为距离频率，t_a为方位慢时间，c为光速，λ为波长，t_b为目标位于参考通道等效相位中心的正侧视方向的时刻，R_b为t_b时刻目标到雷达的距离，K_a为目标的多普勒调频率，f_ac为目标的多普勒中心频率，且f_ac可表示为f_ac＝f_ac,b+M·PRF，其中f_ac,b为目标基带多普勒中心频率，M为目标多普勒模糊数，PRF为雷达的脉冲重复频率；

b)假设目标基带多普勒中心频率f_ac,b的估计值为则根据方位时域距离频率域目标信号的表达式，基带多普勒中心补偿函数可构造为