[发明专利]一种机载CSSAR地面运动目标成像方法

摘要

本发明提供了一种机载CSSAR地面运动目标成像方法，涉及雷达信号处理领域。机载CSSAR接收地面运动目标的回波信号，进行距离向傅里叶变换和方位向傅里叶变换，在二维频域构造距离匹配滤波和距离徙动校正滤波器进行距离徙动校正，然后进行距离向傅里叶逆变换，构造方位压缩滤波器组并进行方位压缩，并计算方位压缩后的目标信号的峰值功率，利用使得方位压缩后目标峰值功率最大的方位压缩滤波器的调频率对距离徙动校正滤波器进行更新，并利用该方位压缩滤波器对距离徙动校正后的目标信号进行方位压缩。本发明的距离徙动校正的精度很高，能用于距离分辨率很高的系统。

主权项

一种机载CSSAR地面运动目标成像方法，其特征在于包括下述步骤：步骤1，机载CSSAR接收地面运动目标的回波信号，对接收到的目标的回波信号分别进行距离向傅里叶变换和方位向傅里叶变换，将目标信号变换到二维频域，得到二维频域目标信号；步骤2，在二维频域构造距离匹配滤波器，将步骤1的二维频域目标信号与距离匹配滤波器相乘进行距离向匹配滤波实现距离压缩；步骤3，在二维频域构造距离徙动校正滤波器Hrcmc(l)，详细步骤如下：a)将步骤2的距离向匹配滤波后的目标信号Src(fr,fa)表示为Src(fr,fa)=Wa(fa)Wr(fr)exp{-j4πfrRc-l12/(4l2)c}exp{-jπ(fa+M·PRF)(tac-l12l2)}×exp{j[πc(fa+M·PRF)24l2fc-πcfr(fa+M·PRF)24l2fc2]}---(1)]]>其中，Wa(·)为方位频率包络，Wr(·)为距离频率包络，fa为基带方位频率，且满足‑PRF/2≤fa≤PRF/2，PRF为雷达的脉冲重复频率，fr为距离频率，M为多普勒模糊数，tac为雷达波束中心穿越目标的时刻，Rc为tac时刻雷达到目标的距离，l1和l2分别为目标距离方程的一次项系数和二次项系数，c为光速，fc为雷达发射信号的载频；b)根据距离匹配滤波后的目标信号的表达式，即公式(1)，构造如下距离徙动校正滤波器：Hrcmc(l)=exp{jπc(fa+M·PRF)24l·fc2fr}---(2)]]>其中l为距离徙动校正因子；步骤4，将步骤2中距离压缩后的二维频域目标信号与Hrcmc(l)相乘进行距离徙动校正，然后对距离徙动校正后的目标信号进行距离向傅里叶逆变换，将距离徙动校正后的目标信号从二维频域变换到距离多普勒域，得到距离多普勒域目标信号；步骤5，构造方位压缩滤波器组，用方位压缩滤波器组中的每个方位压缩滤波器分别对步骤4中距离多普勒域目标信号进行方位压缩，并计算方位压缩后的目标信号的峰值功率，详细步骤如下：a)步骤4中距离多普勒域目标信号srcmc(tr,fa)表示为srcmc(tr,fa)=Wa(fa)pr{tr-2c(Rc-l124l2)-c(fa+M·PRF)28fc2(1l2-1l)}×exp{-jπ[(tac-l12l2)(fa+M·PRF)]}exp{jπc(fa+M·PRF)24l2fc}---(3)]]>其中，tr为距离快时间，pr(·)为距离压缩冲激响应函数；b)根据距离徙动校正后的目标信号表达式，即公式(3)，方位压缩滤波器组中的第i个滤波器Hac,i(Ka,i)构造为：Hac,i(Ka,i)=exp{-jπ(fa+M·PRF)2Ka,i}---(4)]]>式(4)中，Ka,i=Ka,min+(i-1)·1.8Ta2,i=1,2,...,L---(5)]]>其中，Ka,i为第i个滤波器的方位调频率，L为所需滤波器的个数，Ka,min和Ka,max分别为感兴趣地面运动目标的方位调频率的最小可能值和最大可能值，Ta为目标合成孔径时间，表示向上取整；将srcmc(tr,fa)与Hac,i(Ka,i)相乘，再进行方位向傅里叶逆变换，可得到第i个滤波器方位压缩后的目标信号sac,i(tr,ta)为：sac,i(tr,ta)=IDFTfa[srcmc(tr,fa)·Hac,i(Ka,i)]---(7)]]>其中表示进行方位向傅里叶逆变换；c)第i个滤波器方位压缩后的目标峰值功率Pi用如下公式计算：Pi=|maxtr,ta[sac,i(tr,ta)]|2---(8)]]>其中，表示获取以tr和ta为自变量的二元函数sac,i(tr,ta)的最大值，|·|表示取模；步骤6，从步骤5方位压缩后的目标峰值功率Pi中挑选出最大值Pq以及对应的方位压缩滤波器Hac,q(Ka,q)；步骤7，判断l是否等于λKa,q/4，其中λ为雷达发射信号的波长，Ka,q是方位压缩滤波器Hac,q(Ka,q)的调频率，如果是，则执行步骤8，如果不是，则令l＝λKa,q/4，更新Hrcmc(l)后返回到步骤4；步骤8，利用Hac,q(Ka,q)对步骤4的距离多普勒域目标信号进行方位压缩，完成对目标的成像。