[发明专利]一种基于抽样序列长度约束条件下的SAR成像方法

权利要求书

1.一种基于抽样序列长度约束条件下的SAR成像方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)SAR回波信号应用分数阶Fourier变换的阶数计算；

(2)设定抽样序列长度约束条件；

(3)高分辨SAR成像方法的构建。

2.根据权利要求1所述的基于抽样序列长度约束条件下的SAR成像方法，其特征在于：步骤(1)包括以下内容：

(1.1)信号模型构建

假定SAR在任意位置发射的LFM信号如式(1)所示：

其中τ为快时间变量，T_r为脉冲宽度，f_c为载波频率，κ_r为SAR回波信号的调频率，c为光速，rect(·)为矩形窗函数；

(1.2)分数阶Fourier变换定义式

连续信号f(x)的分数阶Fourier变换定义式为

其中K_α(u,x)为分数阶Fourier变换的核函数，α为旋转角度且μ为分数阶Fourier变换的阶数；

(1.3)方位向最优阶数计算

SAR方位向回波信号近似为LFM信号，如式(3)所示：

s_a(t)＝W_a(t)exp(j2πf_dct+jπκ_at²) (3)

其中f_dc为多普勒中心频率，κ_a为方位向调频率，W_a(t)＝rect(t/T_a),T_a为合成孔径时间；根据式(2)和式(3)进行变换分析计算SAR方位向回波信号运用分数阶Fourier变换时的最优阶数为

其中arctan(·)为反正切函数，N_a为方位向抽样序列长度，F_a为方位向抽样频率；

(1.4)距离向最优阶数计算

根据式(1)和式(2)进行变换分析计算SAR距离向回波信号，运用分数阶Fourier变换时的最优阶数为

其中N_r为距离向抽样序列长度，F_r为距离向抽样频率。

3.根据权利要求1所述的基于抽样序列长度约束条件下的SAR成像方法，其特征在于：步骤(2)包括以下内容：

(2.1)初始序列长度设定

设PRF表示脉冲重复频率(Pulse Repetition Frequency)，则距离向初始序列长度方位向初始序列长度分别如式(6)和式(7)所示：

其中INT[·]表示取整函数，γ、δ表示变常数，在机载SAR成像时取γ＝1.2、δ＝1.2；

(2.2)最佳抽样序列长度确定

分别以初始序列数值为中心，在一定范围内改变(增大或减小)抽样序列长度，观察SAR图像分辨率，同时结合图像的性能评估指标，最终确定最佳的抽样序列长度计算表达式，分别如式(8)、式(9)所示：

其中argmin[·]表示使目标函数取最小值时的变量值；表示距离向最佳抽样序列长度、表示方位向最佳抽样序列长度，相应使得距离向分辨率ρ_r、方位向分辨率ρ_a达到最小值；N_r表示可变的距离向，N_a表示方位向抽样序列长度；PSLR(N_r)表示N_r变化时的距离向峰值旁瓣比，ISLR(N_r)表示N_r变化时的积分旁瓣比；PSLR(N_a)表示N_a变化时的方位向峰值旁瓣比，ISLR(N_a)表示N_a变化时的积分旁瓣比；式(8)和式(9)分别表示在寻求分辨率最小值的情况下获得|PSLR|和|ISLR|的最大值。