[发明专利]固定站双基地合成孔径雷达回波模拟方法

摘要

本发明公开了一种固定站双基地SAR回波频域模拟方法，本发明的方法采用接收站与目标点最短斜距rR和y将成像场景回波二维频谱进行线性化，导出二维频率变换，分别引入距离向和方位向的空变效应，从而实现固定站双基地SAR的回波频域模拟，解决了现有单基地SAR和移不变双基地SAR回波频域模拟方法不能应用于该模式的问题；与采用时域累加进行回波仿真的方法相比，本发明的方法计算量小、运算速度快，同时计算精度较高，能够满足固定站双基地SAR系统仿真和研究的要求。

主权项

1.一种固定站双基地SAR回波频域模拟方法，具体包括如下步骤：步骤一：生成地面场景的散射系数矩阵σ(x，y)，其中，x表示距离向坐标，y表示方位向坐标；步骤二：将步骤一得到的散射系数矩阵σ(x，y)投影到(r_R，y平面，其中，r_R为接收站最近斜距，得到σ(r_R,y)，投影关系式为：其中，x_R和h_R为接收站的x轴坐标和高度；步骤三：引入空变的幅度因子得到的结果记为步骤四：对步骤三得到的数据矩阵进行方位向傅立叶变换，并引入随距离空变的方位频域窗函数其中，W_a(·)表示矩形窗函数，η为延y方向的傅立叶变换后的变量，且η_dc为η的中心，其中，y_R为初始时刻接收站的y轴坐标，λ为波长，B_a为方位向带宽，得到结果：S1(rR,η)=∫rRσ(rR,y)e-j2πηydyWa(η-ηdc(rR)Ba);]]>步骤五：将步骤四得到的结果进行距离向傅立叶变换，并完成距离频率变换，变换后的结果记为：S'₂(f,η)；步骤六：将步骤五得到的结果S'₂(f，η)进行方位向逆傅立叶变换，并完成方位向频率变换；方位向逆傅立叶变换后得到：S₃(f,y)＝∫S'₂(f，η)c^j2πηydη；所述方位向频率变换具体为：其中，f为距离频率，f_t为方位频率，f₀为系统载频，V为运动平台的速度，c为光速；b为发射站距离RT(rR,y)=(rR2-hR2+xR-xT)2+(y-yT)2+hT2]]>在r_R＝r_R0，y＝y₀处对y的一阶偏导数：b=∂RT(rR,y)∂y|rR=rR0,y=y0]]>=y0-yTRT(rR0,y0)]]>所述频率变换通过在(f，y)域进行相位因子相乘的方式来实现，该相位因子为：φazs(f,y)=exp{j2πb(f+f0)yc}]]>即可得到方位向频率变换后的结果为S₄(f,t)。步骤七：方位向傅立叶变换，引入空不变相位因子H₀(f，f_t；r_R0，y₀)，从而可以得到回波的二维频域表达式：H(f,ft)=∫S4(f,t)ej2πfttdt×H0(f,ft;rR0,y0)]]>其中，H0(f,ft;rR0,y0)=exp{jπ2}1|Kr|cVf+f0[(f+f0c)2-(ftV)2]3/4]]>×rect[fBr]exp{-jπf2Kr}exp{-j2π(f+f0)cRT(rR0,y0)}]]>×exp{-j2πrR0(f+f0c)2-(ftV)2}exp{-j2πfty0V}]]>rect[·]为距离向频域窗函数，K_r是发射信号的时间调频斜率，B_r表示距离向带宽。步骤八：对步骤七的结果进行二维逆傅立叶变换，得到时域回波。