[发明专利]一种结合稀疏重建和双线性调频的距离模糊抑制方法

说明书

本发明公开了一种结合稀疏重建和双线性调频的距离模糊抑制方法，属于合成孔径雷达成像技术领域；步骤为：通过交替发射大小相等、正负相反的距离向调频率的线性调频信号，构建SAR回波信号；对接收的SAR回波信号进行距离向脉冲压缩、距离徙动矫正和方位向傅里叶变换；构建距离模糊信号的观测矩阵；通过循环迭代算法对距离模糊信号进行稀疏重建和估计；将SAR回波信号减去估计出的模糊信号；对处理后的SAR回波信号进行方位向脉冲压缩及方位向傅里叶反变换。本发明通过将稀疏重建和双线性调频技术结合起来，对发射信号进行双线性调频，使用循环迭代算法对模糊区重建，提高距离模糊抑制效果，提高距离模糊抑制的精确性以及距离模糊抑制适用性。

技术领域

本发明属于合成孔径雷达成像技术领域，具体涉及一种结合稀疏重建和双线性调频的距离模糊抑制方法。

背景技术

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)是一种高分辨率成像雷达，通过发射电磁波信号并在接收时对回波进行处理，可以实现对地面物体的二维高分辨率成像，因其在能见度极低的气象条件下也可以得到类似光学照相的高分辨雷达图像而受到广泛关注，同时SAR雷达还具有全天候、全天时的优点,能够克服极端天气对目标进行观测成像。近年来，SAR雷达距离模糊抑制成为研究热点之一。由于SAR天线的旁瓣特性及其自身脉冲工作体制，SAR雷达在接收时可能接收到前几个发射脉冲的回波，就会产生距离模糊，从而在一定程度上影响了SAR图像的成像质量。

为了解决距离模糊，一般会通过SAR系统设计和SAR信号处理两个方面来抑制，系统设计方面会通过设计天线接收方式和采用正交编码来抑制，例如XuWei于2019年发表的论文《Azimuth Phase Coding by Up and Down Chirp Modulation for Range AmbiguitySuppression》，通过将双线性调频与方位向相位编码相结合，能够抑制部分模糊能量，但仍然存在模糊能量无法完全去除，信号处理方面则是通过对回波图像进行后期处理来抑制；如齐萌于2022年发表的论文《一种结合稀疏重建和匹配滤波的距离模糊抑制方法》表明通过稀疏重建可以重建出距离模糊信号，通过将总的信号减去重建出距离模糊信号，可以取得很好的距离模糊抑制效果。但仍然存在部分模糊能量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结合稀疏重建和双线性调频的距离模糊抑制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明目的是这样实现的：一种结合稀疏重建和双线性调频的距离模糊抑制方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤S1：通过交替发射大小相等、正负相反的距离向调频率的线性调频信号，构建SAR回波信号；

步骤S2：构建距离向匹配滤波器，对接收的SAR回波信号进行距离向脉冲压缩、距离徙动矫正和方位向傅里叶变换；

步骤S3：构建距离模糊信号的观测矩阵；

步骤S4：通过循环迭代算法对距离模糊信号进行稀疏重建和估计；

步骤S5：将SAR回波信号减去估计出的模糊信号，实现模糊能量的去除；

步骤S6：对处理后的SAR回波信号进行方位向脉冲压缩及方位向傅里叶反变换，得到有用SAR回波信号。

优选的，所述步骤S1中通过交替发射大小相等、正负相反的距离向调频率的线性调频信号，构建SAR回波信号，经过构建后的SAR回波信号表示为：