一種多通道調(diào)頻連續(xù)波sar成像方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種多通道調(diào)頻連續(xù)波SAR成像方法。技術(shù)方案包括以下步驟：①利用一個(gè)通道發(fā)射調(diào)頻連續(xù)波信號(hào)，其它M個(gè)通道同時(shí)接收，獲得M路方位向欠采樣的二維調(diào)頻連續(xù)波SAR回波信號(hào)；②對(duì)上述所獲取的M路信號(hào)進(jìn)行二維傅里葉變換，在二維頻域進(jìn)行多普勒解模糊，得到消除方位向混疊的等效單通道信號(hào)；③對(duì)二維頻域的等效單通道信號(hào)進(jìn)行聚焦處理，得到二維高分辨率調(diào)頻連續(xù)波SAR圖像。與現(xiàn)有的單通道調(diào)頻連續(xù)波SAR相比，在相同的發(fā)射功率條件下，采用本發(fā)明所提供的方法，能夠工作在更遠(yuǎn)的作用距離、更寬的測(cè)繪帶寬度和更高的成像分辨率模式，從而拓展了調(diào)頻連續(xù)波SAR的應(yīng)用。
【專利說明】—種多通道調(diào)頻連續(xù)波SAR成像方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于雷達(dá)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，本發(fā)明涉及一種多通道調(diào)頻連續(xù)波SAR(Synthetic-aperture radar,合成孔徑雷達(dá))成像方法。
【背景技術(shù)】
[0002]合成孔徑雷達(dá)是一種主動(dòng)微波遙感設(shè)備，能夠全天時(shí)、全天候地實(shí)現(xiàn)對(duì)地觀測(cè)，并能透過地表和植被獲取地表下信息，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)與軍事應(yīng)用的諸多領(lǐng)域都發(fā)揮著重要的作用。
[0003]調(diào)頻連續(xù)波SAR是一種體積小、重量輕、造價(jià)低和抗干擾能力強(qiáng)的高分辨率雷達(dá)成像設(shè)備，是當(dāng)前最主要的一類小型化SAR，廣泛應(yīng)用于無人機(jī)等對(duì)載荷要求非?？量痰娘w行平臺(tái)上。目前，美國(guó)研制的調(diào)頻連續(xù)波SAR整機(jī)重量小于2.5kg，最大耗電量?jī)H為35W，最遠(yuǎn)作用距離小于4km,成像分辨率為0.5mX 0.5m。德國(guó)研制的調(diào)頻連續(xù)波SAR射頻部件重量小于4kg,最大作用距離4km,測(cè)繪帶寬度最大為Ikm,成像分辨率為0.5mX 0.5m。荷蘭研制的調(diào)頻連續(xù)波SAR射頻部件重量小于3千克，整機(jī)耗電約為30W，最大工作距離為5km，成像分辨率為0.3mX 0.3m。中國(guó)研制的調(diào)頻連續(xù)波SAR射頻部件重量小于3.5千克，最大工作距離為3km，成像分辨率為0.3mX0.3m。從已有的調(diào)頻連續(xù)波SAR的技術(shù)性能上看，這種體制的SAR相比常規(guī)的脈沖SAR在重量、體積、功耗等指標(biāo)上的確有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。但是現(xiàn)有的調(diào)頻連續(xù)波SAR工作距離都非常短，最遠(yuǎn)的也不過5km。而且測(cè)繪帶也非常窄，一般在Ikm左右。這些都限制了調(diào)頻連續(xù)波SAR應(yīng)用范圍。
[0004]為了更多的小型化應(yīng)用需求，必須要從整體上提高調(diào)頻連續(xù)波SAR的系統(tǒng)性能，使之在更遠(yuǎn)作用距離、更大測(cè)繪帶寬及更高成像分辨率的模式下工作。通常，解決這個(gè)問題的辦法有三類:其一是提高發(fā)射功率；其二是增加天線孔徑；其三是降低PRF(pulserepetition frequency,脈沖重復(fù)頻率)。提高發(fā)射功率可以增加雷達(dá)的作用距離和測(cè)繪帶寬度，但這樣一來對(duì)器件的要求大為增加，而且增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度。更為嚴(yán)重的是，在大功率狀態(tài)下，調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)所特有的收發(fā)隔離問題將會(huì)非常突出，這正是限制調(diào)頻連續(xù)波雷達(dá)作用距離的最根本因素。增加天線孔徑可以提高天線的放大增益，但這樣一方面會(huì)限制方位向的分辨率，另外一方面也會(huì)限制成像的測(cè)繪帶寬度。降低PRF可以增加距離向的積累時(shí)間，從而提高距離向的處理增益，但這樣容易導(dǎo)致高方位向分辨率情況下的頻譜混疊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有調(diào)頻連續(xù)波SAR遠(yuǎn)作用距離、寬測(cè)繪帶寬度及高分辨率等指標(biāo)的相互約束條件，從整體上提高調(diào)頻連續(xù)波SAR的系統(tǒng)性能，使其滿足更多小型化的應(yīng)用需求。本發(fā)明提供一種多通道調(diào)頻連續(xù)波SAR成像方法，利用多個(gè)接收通道，突破了方位向分辨率對(duì)雷達(dá)接收天線孔徑的限制條件，使得雷達(dá)能夠在保持高分辨率的同時(shí)獲得高的天線增益，并且獲得更大的距離向處理增益。[0006]為實(shí)現(xiàn)所述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種多通道調(diào)頻連續(xù)波SAR成像方法，該方法包括以下步驟:設(shè)多通道調(diào)頻連續(xù)波SAR具有多個(gè)通道，①利用一個(gè)通道發(fā)射調(diào)頻連續(xù)波信號(hào)，其它M個(gè)通道同時(shí)接收，獲得M路方位向欠采樣的二維調(diào)頻連續(xù)波SAR回波信號(hào)；②對(duì)上述所獲取的M路信號(hào)進(jìn)行二維傅里葉變換，在二維頻域進(jìn)行多普勒解模糊，得到消除方位向混疊的等效單通道信號(hào)；③對(duì)二維頻域的等效單通道信號(hào)進(jìn)行聚焦處理，得到二維高分辨率調(diào)頻連續(xù)波SAR圖像。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)效果如下:本發(fā)明通過采用多個(gè)接收通道同時(shí)接收，利用數(shù)字信號(hào)處理方式進(jìn)行方位解模糊，消除了方位向分辨率對(duì)天線孔徑的約束條件，使得調(diào)頻連續(xù)波SAR能夠在保持高分辨率的同時(shí)獲得高的天線增益，并且獲得更大的距離向處理增益，從而提高調(diào)頻連續(xù)波SAR的整體性能。與現(xiàn)有的單通道調(diào)頻連續(xù)波SAR相比，在相同的發(fā)射功率條件下，采用本發(fā)明所提供的方法，能夠工作在更遠(yuǎn)的作用距離、更寬的測(cè)繪帶寬度和更高的成像分辨率模式，從而拓展了調(diào)頻連續(xù)波SAR的應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明多通道調(diào)頻連續(xù)波SAR成像方法流程圖；
[0009]圖2為本發(fā)明二維頻域方位向解模糊的一個(gè)實(shí)施例流程圖；
[0010]圖3為本發(fā)明二 維聚焦的一個(gè)實(shí)施例流程圖；
[0011]圖4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的仿真參數(shù)圖；
[0012]圖5為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的點(diǎn)目標(biāo)仿真結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明提供的一種多通道調(diào)頻連續(xù)波SAR成像方法作進(jìn)一步詳細(xì)的解釋。
[0014]本發(fā)明所提供的一種多通道調(diào)頻連續(xù)波SAR成像方法，其實(shí)施流程如圖1所示，具體包含以下三個(gè)步驟:
[0015]步驟①:利用一個(gè)通道發(fā)射調(diào)頻連續(xù)波信號(hào)，M個(gè)通道同時(shí)接收，獲得M路方位向欠采樣的二維調(diào)頻連續(xù)波SAR回波信號(hào)。
[0016]設(shè)獲得M路方位向欠采樣的二維調(diào)頻連續(xù)波SAR回波信號(hào)SSm(ta，tr;r0)為:
【權(quán)利要求】
1.一種多通道調(diào)頻連續(xù)波SAR成像方法，其特征在于，包括以下步驟:利用一個(gè)通道發(fā)射調(diào)頻連續(xù)波信號(hào)，其它M個(gè)通道同時(shí)接收，獲得M路方位向欠采樣的二維調(diào)頻連續(xù)波SAR回波信號(hào)；對(duì)上述所獲取的M路信號(hào)進(jìn)行二維傅里葉變換，在二維頻域進(jìn)行多普勒解模糊，得到消除方位向混疊的等效單通道信號(hào)；對(duì)二維頻域的等效單通道信號(hào)進(jìn)行聚焦處理，得到二維高分辨率調(diào)頻連續(xù)波SAR圖像。
【文檔編號(hào)】G01S13/90GK103969644SQ201310039187
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月31日
【發(fā)明者】辛勤, 江志紅, 王展, 樓生強(qiáng), 李雙勛 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)