[发明专利]一种阵列前视SAR成像方法

说明书

本发明属雷达技术领域，公开了一种阵列前视SAR成像方法，在传统的实孔径成像和合成孔径成像的基础上，结合合成孔径以及实孔径，共同作用实现对前视区域方位向高分辨；通过发射大的带宽信号以及距离脉冲压缩获得距离向高分辨，针对前视成像中多普勒模糊问题，通过多通道自适应零点约束波束形成的方式解开多普勒模糊，得到最终的成像结果，能够对前视场景进行高分辨成像。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，尤其涉及一种阵列前视SAR成像方法，可用于对前视场景进行高分辨成像。

背景技术

在精确制导、战场侦察等应用领域，需求迫切对正前区域高分辨成像，也即前视成像。前视成像模式下，平台飞行方向与距离向接近一致，方位向定义为垂直航线方向，不仅由于前视区域多普勒分集有限使得方位分辨难度较大，同时运动航向两侧对称场景将具有相同多普勒，造成方位向左右模糊，导致前视SAR成像处理需要同时面对距离方位强耦合和多普勒模糊难题。

现有前视雷达成像技术思路原理上可分为以下几类。密集阵列SAR系统的前视成像技术，典型代表为德国宇航局提出视景增强的新型区域成像雷达系统(SIREV)。这种技术采用多通道阵列实孔径实现方位向高分辨波束形成，前视方位分辨率由阵列实孔径物理尺寸约束，系统复杂度相对较大。此外，结合和差测角技术的单脉冲前视成像，该技术原理是对脉冲压缩信号沿距离单元内的目标信号进行和差测角或者解卷积实现信号分量方位定位聚焦提高前视场景可视性，该技术一般需要结合系统波束扫描工作。成像性能受单脉冲测角原理约束，在复杂对比度较低场景，成像性能下降较快。

发明内容

针对上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种阵列前视SAR成像方法，可对前视场景进行高分辨成像。

本发明的技术思路为：在传统的实孔径成像和合成孔径成像的基础上，结合合成孔径以及实孔径，共同作用实现对前视区域方位向高分辨；通过发射大的带宽信号以及距离脉冲压缩获得距离向高分辨。针对前视成像中多普勒模糊问题，通过多通道自适应零点约束波束形成的方式解开多普勒模糊，得到最终的成像结果。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种阵列前视SAR成像方法，所述方法包括：

步骤1，设置阵列合成孔径雷达包含M个阵元，每个阵元对应一个回波接收通道；

步骤2，获取阵列合成孔径雷达中每个阵元接收的回波数据，并对每个阵元接收的回波数据进行距离脉冲压缩，得到每个阵元脉冲压缩后的回波数据；

步骤3，在平面上划分BP成像网格(后向投影成像，back-projection)，所述BP成像网格包含多个子网格，且所述BP成像网格表示为极坐标网格，其中极角为波束指向方位角；采用每个阵元脉冲压缩后的回波数据在BP成像网格上的每个子网格进行投影成像，得到每个子网格的投影成像结果；

步骤4，根据每个子网格的投影成像结果进行自适应零点波束形成，得到如下代价函数：

其中，表示求使得J_LCMP最小时W_k的值，K表示模糊维数，且K＝2，V表示阵列导向矢量矩阵，F表示每个子网格的投影成像结果，R表示F的协方差矩阵，W_k表示滤波器的第k维权系数，g_k表示K维单位矩阵的第k列，E(·)表示求期望操作，(·)^H表示共轭转置操作，|·|²表示求模值的平方；

步骤5，求解所述代价函数，得到每个子网格对应的最优滤波器权系数，进而根据每个子网格对应的最优滤波器权系数对对应子网格的投影成像结果进行空域滤波，得到该子网格解模糊后的SAR成像结果；