[发明专利]基于模式变异的多模式合成孔径雷达回波信号仿真方法

说明书

本发明涉及一种基于模式变异的多模式合成孔径雷达回波信号仿真方法：步骤一：仿真计算条带模式SAR回波信号。步骤二：对条带模式SAR回波信号进行距离向傅里叶变换，得到条带模式SAR回波信号的距离频谱。步骤三：对条带模式SAR回波信号的距离频谱沿着方位向进行带通滤波。步骤四：对步骤三得到的计算结果进行距离向逆傅里叶变换，即可得到所需要的SAR回波信号。本发明优点在于：利用统一的框架和流程仿真多种不同数据获取模式条件下的SAR回波信号，可极大简化多模式SAR回波信号仿真器的设计、实现工作；在距离频域方位时域进行信号处理，本发明方法具有较高的计算精度，具有对多种SAR数据获取模式的适用性。

技术领域

本发明属于雷达信号处理领域，具体涉及合成孔径雷达回波信号的仿真技术，特别是一种基于模式变异的多模式合成孔径雷达回波信号仿真方法。

背景技术

SAR(Synthetic Aperture Radar，合成孔径雷达)回波信号仿真器是SAR系统开发、成像算法创新、教学目的等的重要工具。随着多种SAR数据获取模式越来越多地得到应用，例如条带模式、TOPS(Terrain Observation by Progressive Scans,循序扫描对地观测)模式、滑动聚束模式、聚束模式等，多模式SAR回波信号仿真技术的研究受到广泛关注。

目前，现有技术能够针对某一种特定的SAR数据获取模式，仿真SAR回波信号，如文献G.Franceschetti,R.Guida,A.Iodice,D.Riccio,and G.Ruello,“Efficientsimulation of hybrid stripmap/spotlight SAR raw signals from extended scenes(针对扩展场景的混合条带/聚束模式SAR原始信号高效仿真技术),”IEEE Transactionson Geoscience and Remote Sensing(地球科学与遥感学报),42卷,11期,2385–2396页,2004年11月.和文献W.Xu,Y.Deng,F.Feng,Y.Liu,and G.Li,“TOPS mode raw datageneration from wide-beam SAR imaging modes(从宽波束条带模式SAR产生TOPS模式SAR原始信号),”IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters(地球科学与遥感快报),9卷,4期,720–724页,2012年7月.等中公开的技术。然而，针对多种不同SAR数据获取模式，仍然必须分别设计、实现各自不同的SAR回波信号仿真器，这无疑是繁杂的工作。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种基于模式变异的多模式合成孔径雷达回波信号仿真方法，该方法用统一的框架和流程仿真多种不同数据获取模式(包括条带模式、TOPS模式、滑动聚束模式、聚束模式等)条件下的SAR回波信号，可极大简化多模式SAR回波信号仿真器的设计、实现工作。

为了达到上述目的，本发明首先仿真条带模式的SAR回波信号(或计算条带模式的SAR传递函数)，而后通过在距离频域-方位时域中对SAR回波信号(或SAR传递函数)沿着方位向进行带通滤波，实现SAR数据获取模式的变异，最终达到利用统一的方式仿真多模式SAR回波信号的目的。本发明采取的技术方案有两种实现方式。

本发明基于模式变异的多模式合成孔径雷达回波信号仿真方法，第一种实现方式如下：

步骤一：仿真计算条带模式SAR回波信号。

步骤二：对步骤一得到的条带模式SAR回波信号进行距离向傅里叶变换，得到条带模式SAR回波信号的距离频谱。

步骤三：对步骤二得到的条带模式SAR回波信号的距离频谱沿着方位向进行带通滤波。其中，带通滤波器的设计决定了本方法最终得到的SAR回波信号所对应的数据获取模式。

步骤四：对步骤三得到的计算结果进行距离向逆傅里叶变换，即可得到所需要的SAR回波信号。