[发明专利]一种前视阵列SAR的回波稀疏获取及其三维成像方法

摘要

本发明公开了一种前视阵列SAR的回波稀疏获取及其三维成像方法，步骤包括1.利用回波信号的稀疏特性对系统发射模式进行优化；2.根据优化参数发射小带宽信号并接收地面散射回波；3.按照沿航向顺序对接收的每个脉冲的散射回波进行二维成像处理；4.沿航向的距离走动校正；5.将每个距离门的沿航向回波数据排列成回波矢量并通过压缩感知算法实现散射源散射系数的重构；6.将重构的散射系数定位到所在的三维位置，实现三维图像重构。本发明显著降低前视阵列SAR系统的接收采样率和回波数据量，进而降低系统成本和复杂度，为前视阵列SAR系统的设计和实现提供新的解决方案；同时，该方法避免了利用压缩感知技术实现地面散射源稀疏重构时的距离徙动校正难题。

主权项

一种前视阵列SAR的回波稀疏获取及其三维成像方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，系统发射模式优化确定发射小带宽脉冲信号的带宽B：小带宽脉冲信号的带宽B满足B<C/(2×δR)，且当ΔR>δR/2时，要求B<C/(4×ΔR)；其中C表示电磁波的传播速度，δR表示距离分辨率，ΔR表示沿航向孔径合成对应的最大距离弯曲量；确定每个脉冲的中心频率fm：脉冲的中心频率fm服从区间[fc‑C/(4×δR),fc+C/(4×δR)]上的均匀分布且两两互不相关；其中fc表示载波中心频率；确定相邻脉冲的沿航向采样间隔δx：采样间隔δx服从区间[xmin,xmax]上的均匀分布且两两互不相关；其中xmin表示最小采样间隔，xmax表示最大采样间隔；该系统总的稀疏采样比可表示为其中，表示相邻脉冲的平均采样间隔，记为步骤二，根据步骤一设置的参数，采用单发射天线、多接收阵列天线方式发射小带宽脉冲信号，接收阵列跨航向均匀排列且同时接收回波信号；步骤三，按照沿航向顺序对接收的每个脉冲的散射回波进行二维成像处理，其中利用长孔径接收阵列的波束形成实现跨航向的高分辨，利用线性调频信号的脉冲压缩实现距离向的高分辨；步骤四，利用时域校正距离走动算法实现沿航向距离走动校正；步骤五，依次取出每个跨航向上每个距离门的沿航向回波数据，排列成回波矢量；同时构造每个回波矢量对应的测量矩阵，并利用压缩感知算法实现散射源散射系数的重构；步骤六，将重构的所有散射系数定位到其所在的三维位置，实现三维图像重构。