本發(fā)明屬于數(shù)字信號處理
技術領域：
，特別涉及一種雷達多普勒波束銳化的優(yōu)化方法，是一種基于成像波束寬、作用距離遠的彈載多普勒波束銳化(dbs)方法，適用于彈載雷達對海/地面場景的多目標分辨實時成像。
背景技術：
：隨著科學技術的不斷進步發(fā)展，現(xiàn)代電子化、信息化戰(zhàn)爭對于現(xiàn)代雷達提出越來越高的要求，高速、高分辨力和高命中精度已成為精確制導的導彈武器系統(tǒng)發(fā)展方向，多普勒波束銳化(dbs)因具有全天候、全天時工作等特點，已成為眾多精確制導探測技術中常用的一種方式。多普勒波束銳化(dbs)是一種能實時提供大面積的中等分辨率海面圖像或地面圖像的成像技術，因該技術具有運算負荷較低、實時性較強、成像視角范圍較寬的優(yōu)勢，所以無論在軍事還是在民用上都有非常重要的作用。目前提出的多普勒波束銳化(dbs)方法主要有：楊波在“機載雷達多普勒波束銳化算法改進，現(xiàn)代雷達，2008,30(11)：53-55”提出用改進的頻率響應(fr)濾波取代快速傅里葉變換(fft)形式進行多普勒波束銳化方法，然而此方法要求系統(tǒng)分階段調整脈沖重復頻率和相干積累脈沖個數(shù)，對雷達收發(fā)系統(tǒng)和信號實時處理的要求比較高，在彈載平臺上工程實現(xiàn)比較困難。張輝等人在“dbs成像技術在毫米波雷達導引頭中的應用，火控雷達技術，2014,43(2)：30-34”中提出基于specan算法的dbs方法，此方法通過脈沖壓縮得到一維距離向圖，再通過方位向距離走動校正和fft處理得到距離多普勒二維dbs圖像；然而此方法卻只適用于作用距離近的情況?，F(xiàn)代彈載雷達多普勒波束銳化(dbs)要求雷達能在作用距離遠、成像波束寬的情況下為系統(tǒng)提供質量較好的圖像，而以上兩種方法都不能滿足此要求；此外，以上兩種方法在設計系統(tǒng)參數(shù)脈沖重復頻率時，都只考慮了多普勒波束銳化(dbs)全程不模糊的情況，也都避開了距離模糊和高度雜波的影響，所以都沒有去除高度雜波的操作；因此在成像波束寬的條件下，以上兩種方法產(chǎn)生的多普勒波束銳化(dbs)作用距離都很近，現(xiàn)階段實用性都不大，且都對系統(tǒng)硬件平臺要求高，工程上也都難以實現(xiàn)。技術實現(xiàn)要素：針對上述現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明的目的在于提出一種彈載雷達多普勒波束銳化方法，該種雷達多普勒波束銳化方法針對現(xiàn)有方法dbs作用距離近、應用范圍小的不足，在保證雷達成像質量的情況下，以成像波束寬、作用距離遠為應用背景，調整參數(shù)設計方式，擴大應用范圍，能夠滿足實際應用中對雷達作用距離和實時性的要求。本發(fā)明的主要思路：根據(jù)雷達固有參數(shù)和技術要求，設計合理的dbs脈沖重復頻率和脈沖積累時間；鑒于參數(shù)設計階段無法在時域上消除高度雜波，利用重頻不變快速傅里葉變換(fft)法在信號處理階段消除高度雜波；最后對雷達成像場景進行dbs成像。為達到上述技術目的，本發(fā)明采用如下技術方案予以實現(xiàn)。一種雷達多普勒波束銳化的優(yōu)化方法，包括以下步驟：步驟1，確定雷達，雷達采樣頻率為fs，雷達在其檢測區(qū)域內發(fā)射脈沖，且雷達檢測區(qū)域內存在若干個目標，然后確定脈沖重復頻率prf；設定雷達對其檢測區(qū)域進行掃描的方位角掃描范圍，并根據(jù)所述方位角掃描范圍計算得到z幀子圖，z為大于0的正整數(shù)；初始化：令z∈{1,2,…,z}，z為子圖總幀數(shù)，z的初始值為1；分別確定方位向采樣點數(shù)n和距離向采樣點數(shù)m，且每一幀子圖分別包含n個脈沖；m、n分別為大于0的正整數(shù)；每幀子圖的方位維表示該幀子圖的方位單元，每幀子圖的距離維表示該幀子圖的距離單元；；步驟2，對第z幀子圖通過雷達采樣頻率為fs、距離向采樣點數(shù)為m的采樣后，得到第z幀子圖包含m個距離單元、n個方位單元的n×m維回波信號矩陣sr[n,m]，然后對所述n×m維回波信號矩陣sr[n,m]進行脈沖壓縮處理，得到脈沖壓縮處理后第z幀子圖的距離時域、方位時域的n×m維回波信號矩陣srpc[n,m]；其中，n表示方位向采樣點數(shù)，與第z幀子圖的方位單元總個數(shù)取值相等且一一對應；m表示距離向采樣點數(shù)，與第z幀子圖的距離單元總個數(shù)取值相等且一一對應；步驟3，對脈沖壓縮處理后第z幀子圖的距離時域、方位時域的n×m維回波信號矩陣srpc[n,m]進行高度雜波處理，得到去除高度雜波后第z幀子圖的距離時域、方位時域的n×m維回波信號矩陣srpc2[n,m]；步驟4，對去除高度雜波后第z幀子圖的距離時域、方位時域的n×m維回波信號矩陣srpc2[n,m]進行多普勒中心頻率估計，得到第z幀子圖無模糊的精確多普勒中心頻率步驟5，根據(jù)第z幀子圖無模糊的精確多普勒中心頻率對去除高度雜波后第z幀子圖的距離時域、方位時域的n×m維回波信號矩陣srpc2[n,m]進行距離走動校正處理，得到距離走動校正處理后第z幀子圖的距離時域、方位時域的n×m維回波信號矩陣srpc3[n,m]；步驟6，對距離走動校正處理后第z幀子圖的距離時域、方位時域的n×m維回波信號矩陣srpc3[n,m]進行掃描角中心補償，得到掃描角中心補償后第z幀子圖的距離時域、方位時域的n×m維回波信號矩陣srpc4[n,m]；步驟7，對掃描角中心補償后第z幀子圖的距離時域、方位時域的n×m維回波信號矩陣srpc4[n,m]進行多普勒濾波處理，得到多普勒濾波處理后第z幀子圖的距離時域、方位頻域的n×m維回波信號矩陣srpc5[n,m]；步驟8，對多普勒濾波處理后第z幀子圖的距離時域、方位頻域的n×m維回波信號矩陣srpc5[n,m]進行幾何形變校正處理，得到幾何形變校正處理后第z幀子圖的距離時域、方位頻域的n×m維回波信號矩陣srpc6[n,m]；步驟9，對幾何形變校正處理后第z幀子圖的距離時域、方位頻域的n×m維回波信號矩陣srpc6[n,m]進行多普勒波束銳化處理，得到多普勒波束銳化處理后第z幀子圖的距離時域、方位頻域的結果數(shù)據(jù)矩陣srz[na',m]，記為第z幀子圖在距離時域、方位頻域對應的多普勒波束銳化子圖像數(shù)據(jù)；na'為方位向的插值頻點個數(shù)，且na'為自然數(shù)；步驟10，令z加1，依次重復執(zhí)行步驟2至步驟9，直到得到第z幀子圖在距離時域、方位頻域對應的多普勒波束銳化子圖像數(shù)據(jù)，并將此時得到的第1幀子圖在距離時域、方位頻域對應的多普勒波束銳化子圖像數(shù)據(jù)至第z幀子圖在距離時域、方位頻域對應的多普勒波束銳化子圖像數(shù)據(jù)分別沿著方位維依次拼接起來，進而得到雷達成像的多普勒波束銳化圖像矩陣。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點：第一，本發(fā)明無需嚴格的硬件要求，在放寬參數(shù)設計的要求(高度雜波對參數(shù)設計的限制)的情況下，保證測繪條帶不模糊，簡單的做距離解模糊操作，加長了雷達的作用距離。第二，本發(fā)明相較于傳統(tǒng)的多普勒波束銳化(dbs)算法，可以消除因放寬參數(shù)設計的限制條件而引入的高度雜波，擴展了多普勒波束銳化(dbs)的應用范圍。附圖說明下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明。圖1是本發(fā)明的一種雷達多普勒波束銳化的優(yōu)化方法流程圖；圖2是本發(fā)明的多普勒波束銳化(dbs)觀測幾何圖；圖3是本發(fā)明中的雷達發(fā)射脈沖和接收回波信號的時序約束圖；圖4是本發(fā)明設計的脈沖重復頻率斑馬圖；圖5是本發(fā)明在matlab仿真成像結果示意圖。具體實施方式參照圖1，為本發(fā)明的一種雷達多普勒波束銳化的優(yōu)化方法流程圖；其中所述雷達多普勒波束銳化的優(yōu)化方法，包括以下步驟：步驟1，根據(jù)雷達固有參數(shù)和技術要求設計脈沖重復頻率prf和相干積累時間ts。具體地，確定雷達，所述雷達為彈載雷達，雷達采樣頻率為fs，雷達在其檢測區(qū)域內發(fā)射脈沖，并在a個脈沖重復周期后接收回波信號，記距離模糊次數(shù)為a，a為大于0的正整數(shù)；參照圖2，為本發(fā)明的多普勒波束銳化(dbs)觀測幾何圖，圖2中，雷達所在平臺為q，雷達所在平臺q在地面的投影為o，以雷達所在平臺q在地面的投影o為原點建立三維坐標系xoyz，三維坐標系xoyz中的xoy平面為地平面或海平面，且xoy平面內包含若干個目標；雷達所在平臺q以飛行高度h、速度v沿著y軸勻速直線飛行；雷達包含t個天線，t為大于0的正整數(shù)，本實施例中t＝1。雷達使用t個天線向其檢測區(qū)域發(fā)射脈沖，將t個天線發(fā)射脈沖時輻射的電磁場隨t個天線各自方向變化的圖形，記為天線方向圖，所述天線方向圖由輻射強度不同的多個波束組成，其中天線方向圖上輻射強度最大的波束為主瓣波束，其余為旁瓣波束，在主瓣波束強度最大點處的輻射方向兩側輻射強度分別降低3db后的兩側之間夾角為主瓣波束寬度△θ，主瓣波束照射xoy平面的過程中與xoy平面相交形成的區(qū)域為主瓣波束照射區(qū)域，主瓣波束照射區(qū)域的中心與雷達所在平臺之間的連線為主瓣波束中心線，主瓣波束中心線在xoy平面的投影與y軸的夾角為主瓣波束中心方位角θc，主瓣波束中心線與xoy平面的夾角為主瓣波束中心俯仰角根據(jù)雷達的檢測區(qū)域，選取一個能夠覆蓋xoy平面內多個目標各自分布范圍對應的主瓣波束照射區(qū)域，記為雷達成像場景；雷達成像場景中的主瓣波束與xoy平面相交處對應的徑向距離最小點為近距離點rmin，雷達成像場景中的主瓣波束與xoy平面相交處對應的徑向距離最大點為遠距離點rmax，遠距離點rmax與近距離點rmin的差為距離向測繪帶寬wr，距離向測繪帶寬wr內包含若干個目標，選取其中任意一個目標，取該目標上的任意一點，記為點p，r為點p的徑向距離，為點p的俯仰角，θ為點p的方位角。根據(jù)雷達固有參數(shù)和技術要求設計脈沖重復頻率prf和相干積累時間ts，其具體過程為：(1a)脈沖重復頻率prf設計應滿足以下要求：參照圖3，為本發(fā)明中的雷達發(fā)射脈沖和接收回波信號的時序約束圖；本發(fā)明雷達發(fā)射和接收信號的時序約束圖，tp為雷達發(fā)射脈沖的脈沖時寬，c為光速,pri為脈沖重復周期，pri＝1/prf，prf為脈沖重復頻率，τp為雷達接收回波的保護時間。(1a1)距離不模糊：本發(fā)明多普勒波束銳化(dbs)在60km以外工作，作用距離較遠，主瓣波束寬至5°以上；雷達在其檢測區(qū)域內發(fā)射脈沖，并在a個脈沖重復周期后接收回波信號，a為大于0的正整數(shù)；因此脈沖重復頻率prf的取值應保證距離向測繪帶寬wr內所有被波束照射到的目標的回波信號落在同一個脈沖重復周期pri內，pri＝1/prf，即距離向測繪帶寬不模糊；所述脈沖重復頻率prf，其計算公式如下：(1a2)方位不模糊：為防止主瓣波束對應的回波信號多普勒頻率混疊，脈沖重復頻率prf應大于主瓣波束多普勒帶寬△fd，即：(1a3)發(fā)射脈沖不遮擋：確定雷達，所述雷達為彈載雷達，雷達在其檢測區(qū)域內發(fā)射脈沖，設雷達在第a+1個脈沖重復周期時開始接收回波信號，即距離模糊次數(shù)為a；為保證距離向測繪帶寬wr內所有被波束照射到的目標的回波信號都落在同一個脈沖重復周期內，近距離點rmin與遠距離點rmax之間的回波信號時延差小于一個脈沖重復周期，即：滿足以上三個約束條件，(1a1)和(1a2)先確定脈沖重復頻率prf的上限和下限，根據(jù)(1a3)畫出斑馬圖，參照圖4，為本發(fā)明設計的脈沖重復頻率斑馬圖，如圖4所示，在空白處選擇一個合理的脈沖重復頻率prf值；本實施例取經(jīng)驗值13khz。由于雷達作用距離遠，雷達發(fā)射的脈沖能量發(fā)生衰減，雷達所在平臺投影到xoy平面的點的回波信號從旁瓣波束進入回波信號時影響dbs的成像質量，因此本發(fā)明雷達所在平臺q投影到xoy平面的點的回波信號為彈下點回波，本發(fā)明將該彈下點回波記為高度雜波，且該高度雜波從旁瓣波束進入雷達接收的回波信號中；由于本發(fā)明在考慮旁瓣波束引入的高度雜波的情況下，無法取得合理的脈沖重復頻率prf，所以本發(fā)明在設計脈沖重復頻率prf時不考慮高度雜波的影響。(1b)相干積累時間ts應滿足點能夠進行相干積累的條件。以點p為例，假設在相干積累時間內主瓣波束始終能照射到點p，且雷達在其檢測區(qū)域內發(fā)射脈沖，所述脈沖為雷達發(fā)射的是載頻為fc、快時間為t、復包絡為a(t)的線性調頻矩形脈沖信號st，st＝a(t)×exp(j2πfct)。設第n個相干積累脈沖的慢時間為tn，tn＝npri，為相干積累脈沖個數(shù)，r(tn)為點p在第n個相干積累脈沖的慢時間tn時刻的徑向距離，exp為指數(shù)函數(shù)，j為虛數(shù)單位；進而得到點p的回波信號sr(t,tn)，其表達式為：設r0為雷達與點p之間的初始斜距，根據(jù)余弦定理計算得到點p在第n個相干積累脈沖的慢時間tn時刻的徑向距離r(tn)，其表達式為：用泰勒級數(shù)展開，得到點p在第n個相干積累脈沖的慢時間tn時刻的徑向距離r(tn)的泰勒級數(shù)展開式r(tn)'，其表達式為：此處將點p在第n個相干積累脈沖的慢時間tn時刻的徑向距離r(tn)的泰勒級數(shù)展開式r(tn)'中的三次項及更高次項忽略，并代入點p的回波信號sr(t,tn)中，計算得到點p在第n個相干積累脈沖的慢時間tn時刻的回波信號sr(t,tn)'，其表達式為：相干積累時間ts要滿足點p能夠進行相干積累的條件，即點p在第n個相干積累脈沖的慢時間tn時刻的回波信號sr(t,tn)'中的二次相位項不超過±π，所以相干積累時間ts滿足如下條件：其中，λ為雷達發(fā)射脈沖的波長，fc為雷達發(fā)射脈沖的載頻；r0為雷達與點p之間的初始斜距，即所以相干積累時間ts滿足如下條件：根據(jù)以上條件，確定相干積累時間ts的取值范圍，并由此確定相干積累脈沖個數(shù)n'，n'為2的冪，pri為脈沖重復周期；進而對應得到方位向采樣點數(shù)為n；方位向采樣點數(shù)與脈沖積累個數(shù)取值相等。設定多普勒波束銳化(dbs)作用階段雷達對其檢測區(qū)域，即xoy平面進行掃描的方位角掃描范圍為為設定的最小掃描方位角，為設定的最大掃描方位角，通常為不大于-35°～35°；進而計算得到z幀子圖，ceil為向上取整函數(shù)，為方位角掃描間隔，△θ為主瓣波束寬度，z為大于0的正整數(shù)。初始化：分別將第z幀子圖的波束中心方位角記為θz，將第z幀子圖的波束中心俯仰角記為z為子圖總幀數(shù)，z的初始值為1，z為大于0的正整數(shù)。根據(jù)相干脈沖積累個數(shù)為n'，對應得到方位向采樣點數(shù)為n，方位向采樣點數(shù)與脈沖積累個數(shù)取值相等。確定距離向采樣點數(shù)為m，m為2的冪；第z幀子圖包括n個脈沖，每一個脈沖分別為載頻為fc、快時間為t、復包絡為a(t)的線性調頻矩形脈沖信號；m、n分別為大于0的正整數(shù)；每幀子圖的方位維表示該幀子圖的方位單元，每幀子圖的距離維表示該幀子圖的距離單元。步驟2，對第z幀子圖通過雷達采樣頻率為fs、距離向采樣點數(shù)為m的采樣后，得到第z幀子圖包含m個距離單元、n個方位單元的n×m維回波信號矩陣sr[n,m]，其表達式為：其中，n表示方位向采樣點數(shù)，與第z幀子圖的方位單元總個數(shù)取值相等且一一對應；m表示距離向采樣點數(shù)，與第z幀子圖的距離單元總個數(shù)取值相等且一一對應；tm表示第m個距離單元的采樣時刻，tm＝m/fs，r(tn)為點p在第n個相干積累脈沖的慢時間tn時刻的徑向距離，tn＝npri，為相干積累脈沖個數(shù)；c為光速,exp為指數(shù)函數(shù)，j為虛數(shù)單位，fc為雷達發(fā)射脈沖的載頻，h為雷達所在平臺的飛行高度，a()為復包絡函數(shù)，exp為指數(shù)函數(shù)，j表示虛數(shù)單位。確定n個脈沖壓縮濾波器，每個脈沖壓縮濾波器的系數(shù)都為載頻為fc、快時間為t、復包絡為a(t)的線性調頻矩形脈沖信號的共軛；使用n個脈沖壓縮的濾波器對第z幀子圖包含m個距離單元、n個方位單元的n×m維回波信號矩陣sr[n,m]進行脈沖壓縮處理，得到脈沖壓縮處理后第z幀子圖的距離時域、方位時域的n×m維回波信號矩陣srpc[n,m]；其中距離單元個數(shù)對應第z幀子圖的距離維，方位單元個數(shù)對應第z幀子圖的方位維。步驟3，由于雷達成像波束寬(5°及以上)，為滿足使用需求，步驟1中設計脈沖重復頻率prf時，忽略了高度雜波的影響，而在得到第z幀子圖包含m個距離單元、n個方位單元的n×m維回波信號矩陣sr[n,m]的過程中引入了旁瓣波束的高度雜波。因此，需要對旁瓣引入的高度雜波加以處理。對脈沖壓縮處理后第z幀子圖的距離時域、方位時域的n×m維回波信號矩陣srpc[n,m]進行方位快速傅里葉變換fft處理，得到脈沖壓縮處理后第z幀子圖的距離時域、方位頻域的n×m維回波信號矩陣srpc1[n,m]，并將脈沖壓縮處理后第z幀子圖的距離時域、方位頻域的n×m維回波信號矩陣srpc1[n,m]中零多普勒頻率對應像素點都置為0，即將脈沖壓縮處理后第z幀子圖的距離時域、方位頻域的n×m維回波信號矩陣srpc1[n,m]中的第一行元素都置為0，然后再通過逆快速傅里葉變換ifft從方位頻域回到方位時域，進而得到去除高度雜波后第z幀子圖的距離時域、方位時域的n×m維回波信號矩陣srpc2[n,m]。步驟4，用相關法對去除高度雜波后第z幀子圖的距離時域、方位時域的n×m維回波信號矩陣srpc2[n,m]進行多普勒中心頻率估計，得到第z幀子圖無模糊的精確多普勒中心頻率當雷達平臺沿著y軸勻速直線運動且主瓣波束垂直于y軸照射xoy平面時對應產(chǎn)生的功率譜，記為多普勒功率譜s0(f)，多普勒功率譜s0(f)關于零多普勒頻率對稱，f為多普勒頻率；當?shù)趜幀子圖的多普勒中心頻率為fd0時，對應產(chǎn)生第z幀子圖的多普勒功率譜sb(f)，sb(f)＝s0(f-fd0)，于是根據(jù)sb(f)＝s0(f-fd0)估計得到第z幀子圖的多普勒中心頻率。為了提高估計精度，對第z幀子圖的多普勒功率譜sb(f)進行逆快速傅里葉變換ifft，得到第z幀子圖的多普勒中心頻率對應的相關函數(shù)rb(pri)，其表達式為：rb(pri)＝r0(pri)×exp(j2πfd0/prf)其中，rb(pri)為多普勒功率譜s0(f)對應的相關函數(shù)。然后通過相關法對第z幀子圖的多普勒中心頻率對應的相關函數(shù)rb(pri)的相位進行第z幀子圖的多普勒中心頻率估計；由于方位采樣是離散的，進而計算得到第z幀子圖的多普勒中心頻率fd0的表達式為：其中，arg為求相角函數(shù)；如果點p的所在第z幀子圖的多普勒中心頻率大于脈沖重復頻率prf，則第z幀子圖的多普勒中心頻率fd0的表達式中的脈沖重復頻率prf存在模糊，根據(jù)慣導數(shù)據(jù)給出的多普勒中心粗估計值fd0_ins進行解模糊，得到第z幀子圖無模糊的精確多普勒中心頻率其表達式為：其中，round表示取臨近整數(shù)函數(shù)，fd0_ins為根據(jù)慣導數(shù)據(jù)給出的多普勒中心粗估計值，fd0_ins∈[-prf,prf]。步驟5，根據(jù)第z幀子圖無模糊的精確多普勒中心頻率對去除高度雜波后第z幀子圖的距離時域、方位時域的n×m維回波信號矩陣srpc2[n,m]進行距離走動校正處理，得到距離走動校正處理后第z幀子圖的距離時域、方位時域的n×m維回波信號矩陣srpc3[n,m]。具體實現(xiàn)為：設定第z幀子圖的相干積累時間為n×pri，n表示方位向采樣點數(shù)，與第z幀子圖的方位單元總個數(shù)取值相等且一一對應；pri為脈沖重復周期，并將第z幀子圖的相干積累時間n×pri作為一個處理周期，采用中間時刻作為參考點對去除高度雜波后第z幀子圖的距離時域、方位時域的n×m維回波信號矩陣srpc2[n,m]進行距離走動校正處理。由于此過程實際是一延時過程，故對去除高度雜波后第z幀子圖的距離時域、方位時域的n×m維回波信號矩陣srpc2[n,m]進行距離向快速傅里葉變換fft處理轉換到距離頻域，得到去除高度雜波后第z幀子圖的距離頻域、方位時域的n×m維回波信號矩陣，然后在距離頻域將去除高度雜波后第z幀子圖的距離頻域、方位時域的n×m維回波信號矩陣乘以補償因子進行校正，校正之后再進行逆快速傅里葉變換ifft回到距離時域，進而得到距離走動校正處理后第z幀子圖的距離時域、方位時域的n×m維回波信號矩陣srpc3[n,m]。其中，所述在距離頻域將去除高度雜波后第z幀子圖的距離頻域、方位時域的n×m維回波信號矩陣乘以補償因子進行校正，具體為：在距離頻域將去除高度雜波后第z幀子圖的距離頻域、方位時域的n×m維回波信號矩陣每一行分別乘以對應補償因子，將第k行對應的補償因子記為p(ft,k)，其表達式為：其中，f'為每個距離單元經(jīng)過脈沖壓縮處理后對應的距離向頻率，k∈{1,2,3,...,n}，n表示方位向采樣點數(shù)，與在距離頻域將去除高度雜波后第z幀子圖的距離頻域、方位時域的n×m維回波信號矩陣的總行數(shù)取值相等且一一對應；m表示距離向采樣點數(shù)，與第z幀子圖的距離單元總個數(shù)取值相等且一一對應；λ為雷達發(fā)射脈沖的波長，c為光速，prf為脈沖重復頻率，為第z幀子圖無模糊的精確多普勒中心頻率。步驟6，對距離走動校正處理后第z幀子圖的距離時域、方位時域的n×m維回波信號矩陣srpc3[n,m]進行掃描角中心補償，得到掃描角中心補償后第z幀子圖的距離時域、方位時域的n×m維回波信號矩陣srpc4[n,m]。本發(fā)明步驟7用fft法來實現(xiàn)多普勒濾波，得到方位向的n點輸出，其中，n點輸出中只有長為na點的數(shù)據(jù)在對應的成像場景多普勒帶寬內，所述長為na點的數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù)，記為長為na點的有效數(shù)據(jù)，該有效數(shù)據(jù)的長度na為銳化比；所以在步驟7多普勒濾波之前，應先做掃描角中心補償，通過掃描角中心補償操作將長為na點的有效數(shù)據(jù)搬移到多普勒濾波操作后n點輸出中的前na點或中間na點，然后將所述前na點或中間na點取出，即可得到掃描角中心補償后第z幀子圖的dbs子圖像數(shù)據(jù)。具體實現(xiàn)為：對距離走動校正處理后第z幀子圖的距離時域、方位時域的n×m維回波信號矩陣srpc3[n,m]在時域上乘以補償函數(shù)，即對距離走動校正處理后第z幀子圖的距離時域、方位時域的n×m維回波信號矩陣srpc3[n,m]的每一列分別乘以對應補償函數(shù)，其中將第m'列對應的補償函數(shù)記為g(fm'',k')；進而得到掃描角中心補償后第z幀子圖的距離時域、方位時域的n×m維回波信號矩陣srpc4[n,m]。其中第m'列對應的補償函數(shù)g(fm'',k')，其表達式為：fm''為第m'個距離單元經(jīng)過脈沖壓縮處理后對應的距離向頻率，m'∈{0,1,...,m-1}，k'∈{1,2,.....,n}，m表示距離向采樣點數(shù)，與第z幀子圖的距離單元總個數(shù)，以及距離走動校正處理后第z幀子圖的距離時域、方位時域的n×m維回波信號矩陣srpc3[n,m]的總列數(shù)取值分別相等且一一對應；n表示方位向采樣點數(shù)，與第z幀子圖的方位單元總個數(shù)取值相等且一一對應；prf為脈沖重復頻率，為第z幀子圖無模糊的精確多普勒中心頻率，fs為雷達采樣頻率。步驟7，在頻域設置n個多普勒濾波器，并對掃描角中心補償后第z幀子圖的距離時域、方位時域的n×m維回波信號矩陣srpc4[n,m]進行多普勒濾波處理，即對掃描角中心補償后第z幀子圖的距離時域、方位時域的n×m維回波信號矩陣srpc4[n,m]進行方位向快速傅里葉變換fft處理，進而得到多普勒濾波處理后第z幀子圖的距離時域、方位頻域的n×m維回波信號矩陣srpc5[n,m]。步驟8，對多普勒濾波處理后第z幀子圖的距離時域、方位頻域的n×m維回波信號矩陣srpc5[n,m]進行幾何形變校正處理，得到幾何形變校正處理后第z幀子圖的距離時域、方位頻域的n×m維回波信號矩陣srpc6[n,m]。具體地，本發(fā)明圖像幾何形變主要由距離走動校正引入，可視為距離走動校正逆過程；根據(jù)第z幀子圖無模糊的精確多普勒中心頻率對多普勒濾波處理后第z幀子圖的距離時域、方位頻域的n×m維回波信號矩陣srpc5[n,m]進行幾何形變校正處理，得到幾何形變校正處理后第z幀子圖的距離時域、方位頻域的n×m維回波信號矩陣srpc6[n,m]。具體實現(xiàn)為：對多普勒濾波處理后第z幀子圖的距離時域、方位頻域的n×m維回波信號矩陣srpc5[n,m]進行距離向快速傅里葉變換fft，得到多普勒濾波處理后第z幀子圖的距離頻域、方位頻域的n×m維回波信號矩陣，然后在距離頻域對多普勒濾波處理后第z幀子圖的距離頻域、方位頻域的n×m維回波信號矩陣乘以對應補償因子進行校正，再通過逆快速傅里葉變換ifft回到距離時域，進而得到幾何形變校正處理后第z幀子圖的距離時域、方位頻域的n×m維回波信號矩陣srpc6[n,m]。所述在距離頻域對多普勒濾波處理后第z幀子圖的距離頻域、方位頻域的n×m維回波信號矩陣乘以對應補償因子進行校正，具體為：在距離頻域對多普勒濾波處理后第z幀子圖的距離頻域、方位頻域的n×m維回波信號矩陣的每一行分別乘以對應補償因子，其中將第行對應的補償因子記為其表達式為：△f為雷達成像場景的多普勒帶寬，△θ1為第z幀子圖的主瓣波束用于雷達成像的波束寬度，λ為雷達發(fā)射脈沖的波長；f'為每個距離單元經(jīng)過脈沖壓縮處理后對應的距離向頻率，n表示方位向采樣點數(shù)，與多普勒濾波處理后第z幀子圖的距離頻域、方位頻域的n×m維回波信號矩陣的總行數(shù)取值相等且一一對應；m表示距離向采樣點數(shù)，與第z幀子圖的距離單元總個數(shù)取值相等且一一對應；λ為雷達發(fā)射脈沖的波長，c為光速，prf為脈沖重復頻率，為第z幀子圖無模糊的精確多普勒中心頻率，v為雷達所在平臺的速度，為第z幀子圖對應的主瓣波束中心俯仰角，θz為第z幀子圖對應的主瓣波束中心方位角，sin表示求正弦操作，cos表示求余弦操作。步驟9，根據(jù)第z幀子圖無模糊的精確多普勒中心頻率和銳化比，確定雷達成像波束對應的na'個插值頻點，然后使用線性插值的方法對幾何形變校正處理后第z幀子圖的距離時域、方位頻域的n×m維回波信號矩陣srpc6[n,m]進行多普勒波束銳化處理，得到多普勒波束銳化處理后第z幀子圖的距離時域、方位頻域的結果數(shù)據(jù)矩陣srz[na',m]，所述多普勒波束銳化處理后第z幀子圖的距離時域、方位頻域的na'×m維結果數(shù)據(jù)矩陣srz[na',m]為方位向na'點、距離向m點的na'×m維回波信號矩陣，并將所述多普勒波束銳化處理后第z幀子圖的距離時域、方位頻域的na'×m維結果數(shù)據(jù)矩陣srz[na',m]記為第z幀子圖在距離時域、方位頻域對應的多普勒波束銳化dbs子圖像數(shù)據(jù)；其中na'為方位向的插值頻點個數(shù)，且na'為自然數(shù)；方位向的插值頻點個數(shù)與銳化比取值相等。步驟9的具體實現(xiàn)如下：9.1令雷達成像場景中第z幀子圖內第i點處的方位角度θzi，△θ1為第z幀子圖的主瓣波束用于雷達成像的波束寬度，i的初始值為9.2將第z幀子圖中第i點處的方位角度作為參考點，計算第z幀子圖中第i點處的方位角度θzi對應的多普勒頻率，然后將第z幀子圖中第i點處的方位角度θzi對應的多普勒頻率作為插值頻點，使用線性插值的方法在幾何形變校正處理后第z幀子圖的距離時域、方位頻域的n×m維回波信號矩陣srpc6[n,m]的方位向上對應獲取第i個數(shù)據(jù)。9.3令i分別取至重復子步驟9.2，進而對應獲取第個數(shù)據(jù)至第個數(shù)據(jù)，即得到na'個數(shù)據(jù)，并將所述na'個數(shù)據(jù)作為第z幀子圖在距離時域、方位頻域對應的多普勒波束銳化dbs子圖像數(shù)據(jù)，所述第z幀子圖在距離時域、方位頻域對應的多普勒波束銳化dbs子圖像數(shù)據(jù)為多普勒波束銳化處理后第z幀子圖的距離時域、方位頻域的結果數(shù)據(jù)矩陣srz[na',m]，所述多普勒波束銳化處理后第z幀子圖的距離時域、方位頻域的na'×m維結果數(shù)據(jù)矩陣srz[na',m]為方位向na'點、距離向m點的na'×m維回波信號矩陣。步驟10，令z加1，依次重復執(zhí)行步驟2至步驟9，直到得到第z幀子圖在距離時域、方位頻域對應的多普勒波束銳化dbs子圖像數(shù)據(jù)，并將此時得到的第1幀子圖在距離時域、方位頻域對應的多普勒波束銳化dbs子圖像數(shù)據(jù)至第z幀子圖在距離時域、方位頻域對應的dbs子圖像數(shù)據(jù)分別沿著方位維依次拼接起來，進而得到雷達成像的多普勒波束銳化dbs圖像矩陣srfinal[na'×z,m]，所述雷達成像的多普勒波束銳化dbs圖像矩陣為方位向na'×z點、距離向m點的(na'×z)×m維回波信號矩陣。通過以下仿真實驗對本發(fā)明效果作進一步驗證說明。(一)實驗條件實驗所用微機配置為intel(r)core(tm)i7-4790cpu@3.60ghz，8.00gb內存，windows7旗艦版操作系統(tǒng)，編程平臺為matlabr2015a。dsp為tms320c6678evm，cpu主頻1.0ghz；設置雷達參數(shù)，如表1所示。表1波段ku波段主瓣波束中心俯仰角24°prf13khz雷達發(fā)射脈沖的脈沖時寬20μs方位角掃描范圍0°～20°主瓣波束寬度5°雷達所在平臺速度1300m/s主瓣波束中心線的長度74km一幀子圖的回波數(shù)據(jù)為128*1024的復矩陣。(二)實驗內容本實驗用構造的脈沖壓縮后的海面艦船目標的回波數(shù)據(jù)matlab平臺進行信號處理，參照圖5，為本發(fā)明在matlab仿真成像結果示意圖；從圖5可以看出，對于距離100米的艦船目標，多普勒波束銳化(dbs)能夠很好的將兩個點目標分辨開。綜上，本發(fā)明能夠有效進行多個目標分辨，作用距離相對遠；理論分析和仿真結果表明，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，增加了多普勒波束銳化(dbs)去除高度雜波的功能，拓寬了多普勒波束銳化(dbs)的應用范圍。綜上所述，仿真實驗驗證了本發(fā)明的正確性，有效性和可靠性。顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍；這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。當前第1頁12