[发明专利]一种太赫兹SAR高频振动误差补偿方法

权利要求书

1.一种太赫兹合成孔径雷达高频振动误差补偿方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

S1、根据太赫兹合成孔径雷达平台成像几何关系，建立回波信号模型，采用基于多普勒keystone变换的太赫兹合成孔径雷达高频振动成像方法实现初步成对回波的聚焦成像；

S2、将太赫兹合成孔径雷达初步成像结果转换到距离多普勒域，提取一距离单元信号的相位，经解缠得到实际相位；

S3、对真实相位做小波多分辨分析，根据高频振动的频率范围确定分解层数，提取相应频率范围的高频小波系数，通过小波重构恢复出该频率范围的信号，再利用快速傅里叶变换分析信号频谱，获得平台振动频率估计值；

S4、采用振动频率估计值构造基函数，将提取的距离单元信号向该基函数构成的两维参数空间投影，并在此空间中搜索最大值，估计出平台振动幅相；

S5、利用估计出的平台振动参数构造相位补偿函数，抵消掉距离单元信号中与平台振动有关的相位，经方位向逆傅里叶变换回到图像域，得到太赫兹合成孔径雷达高频振动误差补偿后的成像结果。

2.如权利要求1所述的太赫兹合成孔径雷达高频振动误差补偿方法，其特征在于，

所述步骤S1中的太赫兹合成孔径雷达成像几何模型中：

令雷达工作于正侧视观测模式，在距地面高度h处沿Y轴方向水平飞行，速度大小为v_a，下视角为θ_L；

若振动平台为单一高频振动，该单一高频振动的振动规律近似为简谐振动；

在t时刻，振动平台在雷达视线方向上的瞬时振动偏移量r(t)可表示成：

其中，A_v、f_v、分别表示振动平台高频振动分量的振幅在雷达视线方向上的投影大小、振动频率及初相；定义当|f_v·T_a|≥1时，雷达平台的振动频率属于高频信号，T_a表示合成孔径时间；

振动平台的相位中心C'点到目标P的瞬时斜距R_C′(t)可以由无平台振动下的相位中心C点到目标P的瞬时斜距R_C(t)叠加平台在雷达视线方向上的瞬时振动偏移量r(t)，可得：

其中，R₀表示目标到雷达的最短斜距；

当雷达发射线性调频信号，振动平台接收的回波信号经过脉冲压缩后可表示为：

其中，j表示虚数单位符号，f_τ是距离频率，t是方位时间，W_r(·)代表距离频谱的包络，w_a(·)代表方位时域包络，t₀是波束中心穿越时刻，f₀为雷达载频，c为光速。

3.如权利要求2所述的太赫兹合成孔径雷达高频振动误差补偿方法，其特征在于，

所述步骤S1中，还包含以下过程：

采用基于多普勒keystone变换的太赫兹合成孔径雷达成像算法对公式(3)对应的信号进行处理，依次为：方位向多普勒keystone变换的距离走动校正、距离徙动校正、方位二次相位补偿以及剩余视频相位消除；其中，方位向多普勒keystone变换是对方位频率f_a进行如式f′_a＝(f₀/(f₀+f_τ))·f_a的比例缩放，最终得到二维时域的太赫兹合成孔径雷达成像结果如公式(4)：

其中，sinc{·}表示辛克函数，B_r是发射信号带宽，B_a表示信号的多普勒带宽，τ表示距离快时间。

4.如权利要求3所述的太赫兹合成孔径雷达高频振动误差补偿方法，其特征在于，

所述步骤S2中，还包含以下过程：

将二维时域的太赫兹合成孔径雷达成像结果变换到距离多普勒域的形式：

提取相位、经过解缠后的信号形式为：

公式(5)中的W_a(f_a′)是方位时域包络的频谱，公式(6)中的等价于低频信号，而等价于高频项。