[发明专利]一种机载阵列天线下视三维成像方法

说明书

本发明公开了一种机载阵列天线下视三维成像方法。本发明的机载阵列天线下视三维成像方法，包括：接收观测场景的回波信号，对回波信号预处理，获得中频信号；对中频信号沿高程向进行第一处理，获得第一处理信号；对第一处理信号沿航迹向进行第二处理，获得第二处理信号；对第二处理信号沿跨航向进行第三处理，获得第三处理信号；取第三处理信号信号的幅度值，获得观测场景的三维图像。本本发明的机载阵列天线下视三维成像方法，通过对回波信号依次进行高程向、航迹向和跨航向上的频域操作处理，最终得到三维图像，能够提高成像效率和成像效果。

技术领域

本发明涉及微波成像技术对地观测技术领域，尤其涉及一种机载阵列天线下视三维成像方法。

背景技术

合成孔径雷达三维成像(英文全称：Three-Dimensional Synthetic ApertureRadar Imaging，英文缩写：3D-SAR)是在常规SAR二维成像基础上发展起来的一种新型微波成像技术。3D-SAR系统不仅可以实现常规SAR系统对观测对象的二维高分辨率成像和高程测量功能，而且还能实现对观测对象的三维分辨成像以及获取观测对象散射中心的三维分布信息功能，从而拓展现有SAR系统的性能和应用领域。

现有的机载阵列天线下视三维成像方法一般采用利用空域算法的3D-SAR方法，在成像过程中需要经过多次插值重采样来达到三维极坐标与三维直角坐标的转换，成像过程复杂，数据处理的计算量较大，成像效率较低。并且由于现有的成像分辨率较低，因此使得成像效果较差。另外，由于其使用的发射信号和回波信号为线性调频信号，该信号需要较高的采样频率，使得采样的工作标准较高，导致3D-SAR系统的成本较高。

因此，针对现有的3D-SAR方法的成像效率低、效果差以及成本高的问题，需要提供一种能够降低成本并且具有高成像效果的机载阵列天线下视三维成像方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种机载阵列天线下视三维成像方法，通过对回波信号依次进行高程向、航迹向和跨航向上的频域操作处理，最终得到三维图像，能够提高成像效率和成像效果。

为实现上述目的，本发明提供了一种机载阵列天线下视三维成像方法，包括：

S1、接收观测场景的回波信号S_re(t)，对回波信号S_re(t)预处理，获得中频信号S_re(t,η,ξ)；

S2、对中频信号S_re(t,η,ξ)沿高程向进行第一处理，获得第一处理信号S_{IFT_RVP}(r,η,ξ)；

S3、对第一处理信号S_{IFT_RVP}(r,η,ξ)沿航迹向进行第二处理，获得第二处理信号S_{arc_hη}(t,η,ξ)；

S4、对第二处理信号S_{arc_hη}(t,η,ξ)沿跨行向进行第三处理，获得第三处理信号S_{arc_hηξ}(t,η,ξ)；

S5、取第三处理信号信号S_{arc_hηξ}(t,η,ξ)的幅度值，获得观测场景的三维图像S(t,η,ξ)；其中，

t为所述回波信号的高程向时间，η为所述回波信号的航迹向时间，ξ为所述回波信号的跨行向时间，r为接收所述回波信号的起始和终止时刻对应的观测场景距离。

进一步地，步骤S1中，预处理的方法为：

对回波信号S_re(t)和产生回波信号的发射信号S_tr(t)进行混频处理，获得中频信号S_re(t,η,ξ)。

进一步地，步骤S2中，第一处理的方法包括：