[发明专利]基于高超声速飞行器俯冲段的前斜视SAR成像方法

摘要

本发明公开一种基于高超声速飞行器俯冲段的前斜视SAR成像方法，主要解决现有技术在高速平台俯冲段的小前斜视角情况下成像聚焦畸变、成像场景过小的问题。其实现过程是：1)获得高超声速平台SAR回波信号；2)对回波信号进行高次相位补偿处理；3)对高次相位补偿处理后的信号进行距离向调频变标处理，获得二维频域信号；4)对二维频域信号进行距离向脉冲压缩处理，得到距离脉冲压缩信号；5)对距离脉冲压缩信号进行方位向脉冲压缩处理，得到聚焦SAR图像。本发明在不增加成像复杂度的情况下，将惯性导航系统提供的运动参数引入到相位补偿函数中，实现了高超声速平台俯冲段的前斜视SAR成像，可用于地面目标识别与定位等场合。

主权项

1.一种基于高超声速飞行器俯冲段的前斜视SAR成像方法，包括如下步骤：(1)根据高超声速飞行器俯冲段的前斜视SAR回波录取模型，获得基带雷达回波信号S₀；(2)对基带雷达回波信号S₀进行高次相位补偿处理：2a)对基带SAR回波信号S₀分别进行距离向傅里叶变换和方位向傅里叶变换，得到信号S₀的二维频域信号S₁：其中，exp表示自然指数，j表示虚数单位，a_r(u)和a_a(u)分别表示信号的窗函数和方位向窗函数，ar(u)=1|u≤12|0|u>12|,]]>aa(u)=1|u≤12|0|u>12|,]]>且u为变量，B_a表示方位向多普勒带宽，B_r表示发射信号带宽，k_r表示发射信号调频率，γ_e表示耦合后等效调频率，v_r表示雷达视线方向速度，vr=R0→·v→/R0,]]>v_e表示等效速度，ve=|v→|2-R0→·a→,]]>v→=(vx,vy,vz)]]>表示飞行器速度向量，表示加速度向量，表示0时刻雷达与目标的坐标向量，R₀表示雷达到目标的参考距离，R₀为的模，λ表示波长，c表示光速，f_r表示距离向频率，f_r＝n×f_s，n＝[-nrn/2:nrn/2]，nrn表示距离向采样点数，f_s表示距离向采样频率，f_a表示方位向频率，f_a＝f_dc+m×PRF,m＝[-nan/2:nan/2]×nan，nan表示方位向采样点数，PRF表示脉冲重复频率；2b)根据二维频域信号S₁的表达式，构建高次相位补偿函数H₁：2c)用二维频域信号S₁与高次相位补偿函数H₁相乘，并对其乘积结果进行距离向逆傅里叶变换，得到距离多普勒域信号S₃：其中，表示距离向时间，T_p表示发射信号时宽；(3)对距离多普勒信号S₃进行距离调频变标处理，得到二维频域信号S₄；(4)对二维频域信号S₄进行距离向处理，得到距离脉冲压缩信号S₅；(5)对距离脉冲压缩信号S₅进行方位向处理，得到二维时域信号S₆，即为最终聚焦SAR图像。