[发明专利]一种行波天线合成孔径雷达成像方法

权利要求书

1.一种行波天线合成孔径雷达成像方法，所述方法包括：

对雷达回波进行方位向插值；

对插值后的雷达回波进行空变多普勒搬移，将信号频带内的每个频率的不同多普勒谱都搬移到基带；

对搬移后的多普勒谱进行低通滤波，得到无模糊的基带多普勒谱；

对无模糊的基带多普勒谱进行空变多普勒反搬移，得到具有无模糊原始多普勒谱的信号；

对具有无模糊原始多普勒谱的信号进行合成孔径雷达成像处理，得到高分辨雷达图像；

所述对雷达回波进行方位向插值，具体包括：

原始雷达回波为s₀(t,t_a)，其中t为快时间，t_a为慢时间；

对s₀(t,t_a)按照插值倍数m进行方位向插值，插值后的雷达回波记为s₁(t,t′_a)，t′_a为插值后的慢时间序列：

s₁(t,t′_a)＝interp{s₀(t,t_a)}

其中，interp为插值函数；插值倍数m满足下式：

其中，θ₀为信号最高频率的波束指向角，β为波束宽度，λ为波长，V为雷达行进速度，PRF为脉冲重复频率；

所述对插值后的雷达回波进行空变多普勒搬移，将信号频带内的每个频率的不同多普勒谱都搬移到基带；具体包括：

对插值后的雷达回波信号s₁(t,t′_a)做距离向傅立叶变换转换到信号频域，得到频域信号s₂(f,t′_a)：

s₂(f,t′_a)＝FFT_r{s₁(t,t′_a)}

其中，FFT_r为距离向傅里叶变换；

计算每个频率f的多普勒中心f_dc(f)：

其中，θ(f)为波束指向角，随信号频率变化而变化，c为光速；

根据计算的多普勒中心，对频域信号s₂(f,t′_a)乘以相应的相位，将信号频带内的每个频率的多普勒谱都搬移到基带，得到搬移后的信号s₃(f,t′_a)：

s₃(f,t′_a)＝s₂(f,t′_a)·exp(-j2π·f_dc(f)·t′_a)

对搬移后的信号s₃(f,t′_a)做方位向傅里叶变换，得到二维频域信号s₄(f,f_d)：

s₄(f,f_d)＝FFT_a{s₃(f,t′_a)}

其中，FFT_a为方位向傅里叶变换，f_d为多普勒频率；

所述对搬移后的多普勒谱进行低通滤波，得到无模糊的基带多普勒谱；具体包括：

计算无波束色散时的多普勒谱宽：

根据多普勒谱宽度对搬移后的多普勒谱进行低通滤波，得到无模糊的基带多普勒谱信号s₅(f,f_d)：

s₅(f,f_d)＝s₄(f,f_d)·A(f_d)

其中A(f_d)为滤波函数：

2.根据权利要求1所述的行波天线合成孔径雷达成像方法，其特征在于，所述对无模糊的基带多普勒谱进行空变多普勒反搬移，得到具有无模糊原始多普勒谱的信号；具体包括：

对s₅(f,f_d)做方位向逆傅里叶变换，得到频域信号s₆(f,t′_a)：

s₆(f,t′_a)＝IFFT_a{s₅(f,f_d)}

其中，IFFT_a为方位向逆傅里叶变换；将多普勒搬移时所乘的相位取共轭后再与s₆(f,t′_a)相乘，使得信号频带内的每个频率的多普勒谱由基带搬移回原始位置，得到信号s₇(f,t′_a)：

s₇(f,t′_a)＝s₆(f,t′_a)·exp(j2π·f_dc(f)·t′_a)

对s₇(f,t′_a)做距离向逆傅里叶变换，得到时域信号s₈(t,t′_a)：

s₈(t,t′_a)＝IFFT_r{s₇(f,t′_a)}

其中，IFFT_r为距离向逆傅里叶变换。