[发明专利]一种机载合成孔径雷达动目标成像方法

说明书

本发明公开一种机载合成孔径雷达动目标成像方法，应用于雷达技术领域，通过将脉冲压缩后的信号分成两个通道，一个通道的信号利用二阶Keystone变换校正了运动目标回波的二阶徙动量；另一个通道的信号通过构造出反二阶Keystone变换同样可以对运动目标回波的二阶徙动量进行校正，然后通过乘法器将两个处理后信号相乘，即可校正一阶徙动量，最终经过方位向匹配滤波可得到较好成像结果；本发明的方法可以同时解决对运动目标回波轨迹的一阶、二阶徙动量校正的问题，实现良好的动目标成像效果；与现有的动目标成像算法相比，步骤更加直接简洁，操作更简单，可以校正一阶和二阶徙动量。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，特别涉及一种机载合成孔径雷达对地面动目标成像技术。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)地面运动目标成像技术在当今各个领域得到广泛应用。然而，由于地面运动目标的复杂的运动，SAR接收到的动目标回波通常包含较高的一阶徙动量和二阶徙动量，对最终的成像结果有较大影响。为了获得良好的成像结果，需要先对运动目标回波进行徙动校正，然后再进行聚焦成像。

动目标一阶徙动量校正通常采用Keystone变换，在文献：“Perry R P,Dipietro RC,Fante R.SAR imaging of moving targets[J].IEEE Transactions on AerospaceElectronic Systems,1999,35(1):188-200”中，提出了Keystone变换。Keystone变换具有在运动信息未知的情况下进行一阶徙动校正的特性。然后当运动目标的径向速度存在加速度时，徙动轨迹的二阶项无法被忽略，但是Keystone变换并不能直接将回波轨迹的二阶徙动量进行去除。

在文献：“Yang J,Zhang Y.An Airborne SAR Moving Target Imaging andMotion Parameters Estimation Algorithm With Azimuth-Dechirping and theSecond-Order Keystone Transform Applied[J].IEEE Journal of Selected Topics inApplied Earth ObservationsRemote Sensing,2015,8(8):3967-3976.”中，提出了二阶Keystone变换和Radon变换对徙动轨迹的一阶和二阶徙动量进行校正，但是Radon变换需要复杂的搜索参数过程，使得运算量大大增加。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种机载合成孔径雷达动目标成像方法，利用对称二阶Keystone方法对运动目标回波轨迹进行校正并成像。

本发明采用的技术方案为：一种机载合成孔径雷达动目标成像方法，包括：

S1、构建机载单基地正侧视SAR空间几何结构；

S2、根据步骤S1构建的几何结构获取下变频后的地面运动目标回波；

S3、将地面运动目标回波进行距离向匹配滤波；

S4、将匹配滤波后的信号分成两个通道，对其中一个通道的信号回波进行二阶Keystone变换；对另一个通道的信号回波进行反二阶Keystone变换；

S5、将经二阶Keystone变换处理的信号和经反二阶Keystone变换处理的信号通过乘法器；

S6、对步骤S5得到的信号，通过M-WVD方法估计出多普勒调频率，并利用估计出的多普勒调频率构造频域方位向匹配滤波器；

S7、在方位频率域进行匹配滤波，并将方位频域通过反傅里叶变换转换为方位时域，得到最终的成像结果。

进一步地，步骤S2所述地面运动目标回波表达式为：