[发明专利]基于半径角度插值的高超声速机动平台SAR成像方法

摘要

本发明提出了一种基于半径角度插值的高超声速机动平台SAR成像方法，用于解决现有技术中存在的对具有高度起伏的目标场景成像时聚焦精度较差的技术问题。实现步骤为：构建搭载SAR成像系统的高超声速机动平台模型；计算高超声速机动平台到探测场景任意一点A的斜距历程展开式；计算SAR成像系统接收的基频回波信号；对基频回波信号进行距离脉压处理；对距离脉压后的距离频域信号进行一致相位补偿；对一致相位补偿后的距离频域信号进行半径角度二维插值。本发明通过在斜距速度张成的曲面进行半径角度二维插值，对一致相位补偿后的剩余相位进行补偿，有效地提高了SAR回波数据的聚焦精度，有助于获得高质量的SAR图像。

主权项

1.一种基于半径角度插值的高超声速机动平台SAR成像方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)构建搭载SAR成像系统的高超声速机动平台模型：/n假设搭载SAR成像系统的高超声速机动平台在xOyz坐标系中以(0,0,H_z)为初始坐标沿y轴作曲线轨迹运动，(0,0,H_z)到探测场景任意一点A的初始斜距为r_A，到探测场景参考点C的参考斜距为r_C，搭载SAR成像系统的高超声速机动平台的方位时间为η，，初始速度为v，加速度为a，v与r_A及r_C的夹角分别为θ和θ_c，搭载SAR成像系统的高超声速机动平台到A的斜距历程为到探测场景参考点C的参考斜距历程为SAR成像系统的距离时间为t_r，发射信号为s(t_r,η)；/n(2)计算|r_A(η)|的展开式：/n对搭载SAR成像系统的高超声速机动平台到探测场景任意一点A的斜距历程|r_A(η)|进行矢量泰勒展开，得到|r_A(η)|的展开式：/n|r_A(η)|＝|r_C(η)|+ζ_ρ(η)·Δρ+ζ_θ(η)·Δθ/n其中，初始斜距r_A的模值与参考斜距r_C的模值的差为Δρ，Δρ＝|r_A|-|r_C|，ζ_ρ(η)是Δρ的展开系数，初始夹角θ的余弦值与参考夹角θ_c的余弦值的差为Δθ，Δθ＝cosθ-cosθ_C，ζ_θ(η)是Δθ的展开系数；/n(3)计算SAR成像系统接收的基频回波信号s₁(t_r,η)：/n将|r_A(η)|的展开式带入SAR成像系统的发射信号s(t_r,η)中，得到SAR成像系统接收的回波信号s₀(t_r,η)，并对s₀(t_r,η)进行下变频，得到SAR成像系统接收的基频回波信号s₁(t_r,η)；/n(4)对s₁(t_r,η)进行距离脉压处理：/n(4a)对SAR成像系统接收到的基频回波信号s₁(t_r,η)进行傅里叶变换，得到s₁(t_r,η)的距离频域回波信号s₂(f_r,η)；/n(4b)通过距离脉压函数H₁对距离频域回波信号s₂(f_r,η)进行距离脉压，得到距离脉压后的距离频域回波信号s₃(K_r,η)；/n(5)对s₃(K_r,η)进行一致相位补偿：/n(5a)构建一致相位补偿函数H₂(K_r,η)：/nH₂(K_r,η)＝exp(jK_r|r_C(η)|)；/n(5b)通过一致相位补偿函数H₂(K_r,η)对距离脉压后的距离频域信号s₃(K_r,η)进行一致相位补偿，得到一致相位补偿后的距离频域信号s₄(K_r,η)；/n(6)对s₄(K_r,η)进行半径角度二维插值：/n(6a)分别计算一致相位补偿后的距离频域信号s₄(K_r,η)的半径波数K_ρ和角度波数K_θ：/n /n(6b)对半径波数K_ρ和角度波数K_θ分别进行sinc核函数h(η)插值，得到包含均匀半径波数K'_ρ和均匀角度波数K'_θ的半径角度信号s₅(K'_ρ,K'_θ)；/n(6c)对半径角度信号s₅(K'_ρ,K'_θ)进行二维逆傅里叶变换，得到SAR聚焦图像S₆(t_r,η)。/n