[发明专利]一种前视双基地合成孔径雷达频谱获取方法

摘要

本发明公开了一种前视双基地合成孔径雷达解析频谱获取方法，它是利用前视双基地合成孔径雷系统回波斜距史特点，对其平方项进行二阶泰勒展开处理，利用泰勒展开，合理近似能反映前视双基地合成孔径雷达系统回波特性的斜距史模型，并利用该近似斜距史，把求解驻定相位点时间的方程阶数由四阶降为二阶，从而有效减小了驻定相位原理的应用难度，同时在保证二维频谱精度的前提下，获得精度高、形式简洁的频谱解析式。本发明的方法适用前视双基地合成孔径雷达频域高精度聚焦成像等应用。

主权项

1.一种前视双基地合成孔径雷达解析频谱获取方法，包含如下步骤：步骤1、初始化参数初始化前视双基地合成孔径雷达成像系统参数包括：雷达系统发射的信号中心频率，记做f_c；雷达发射信号波长，记做λ；雷达系统发射信号带宽，记做B；雷达系统发射信号调频斜率，记做μ；雷达系统脉冲重复频率，记做PRF；雷达系统距离向采样点数，记做N_r；雷达系统方位向采样点数，记做N_a；发射和接收平台距目标最近时刻，分别记做t_0S，t_0P；发射和接收平台距目标最近斜距，分别记做r_0S，r_0P；步骤2、构建距离频域-方位时间域频谱解析式根据步骤1中前视双基地合成孔径雷达初始化参数，构建前视双基地合成孔径雷达系统冲激响应在距离频域-方位时间域的频谱解析式S₀(f,t;P)S₀(f,t;P)=σ(P)·exp{-j2π(f+f_c)·r(t;P)/C}·exp{-jπf²/μ}          （7）其中，f是距离频域的频率，f_c是系统发射信号的中心频率，μ是系统发射信号调频斜率，t是方位时间即慢时间，C是光速大小，r(t;P)是星机前视双基地合成孔径雷达在t时刻距离点目标P的斜距值，P表示点目标的空间位置，σ(P)是点目标的空间散射分布函数；步骤3、距离压缩针对步骤2中得到的前视双基地合成孔径雷达系统冲激响应频谱解析式，采用传统频域距离压缩方法，得到经过距离压缩后的冲激响应频谱解析式S(f,t;P)S(f,t;P)=σ(P)·exp{-j2π(f+f_c)·r(t;P)/C}        （8）步骤4、建立斜距史平方解析式根据步骤1中前视双基地合成孔径雷达成像系统参数及点目标空间位置，得到系统斜距史的平方解析式R(t;P)R(t;P)=r2(t;P)=[r0S2+vS2(t-t0S)2+r0P2+vP2(t-t0P)2]2---(9)]]>步骤5、用泰勒展开方法化简斜距史针对步骤4中得到的系统斜距史平方解析式R(t;P)，在合成孔径中心时刻对其进行二阶泰勒展开，得到其二阶泰勒级数R_T(t;P)R_T(t;P)=a₀+a₁·(t-t_C)+a₂·(t-t_C)²                 （10）其中t_C是合成孔径中心时刻，a₀，a₁和a₂分别为系统斜距史平方解析式R(t;P)及其一、二阶导数在t_C时刻的值，即a0=R(t;P)|t=tC,]]>a1=dR(t;P)dt|t=tC,]]>a2=12d2R(t;P)dt2|t=tC;]]>步骤6、利用驻定相位原理获取二维频谱解析式对由步骤5所得到系统斜距史平方式的二阶泰勒级数R_T(t;P)做开方，将开方后得到的值代入到由步骤3所得的距离压缩后冲激响应频谱解析式S(f,t;P)中，利用驻定相位原理，通过求解一元二次方程，得到前视双基地合成孔径雷达二维频谱解析式为S(f,fd;P)=σ(P)exp{-j2π[rB(f+fcC)2-fd24vB2+fdtB]}---(11)]]>其中，f_d是对应于方位时间t的多普勒频率，经过上述步骤处理，就可以获取前视双基地合成孔径雷达在距离频域-方位频域的解析频谱。