[发明专利]基于空间脉冲相位编码的HRWS-SAR成像方法

说明书

本发明公开了一种基于空间脉冲相位编码的HRWS‑SAR成像方法，主要解决现有SAR成像距离模糊的问题。其技术方案为：配置MIMO‑SAR系统参数；对各发射通道发射的脉冲信号进行相位编码；对每个接收通道所接收到的回波数据进行匹配滤波；对每个接收通道输出的多路匹配滤波结果信号并行进行多次不同的解码；对每个接收通道对应得到的多组解码结果信号中每组内的多路信号进行发射加权求和；将所有接收通道最终分别对应得到多组发射加权结果信号中具有相同组序号的信号进行接收加权求和，并利用该加权求和结果信号分别对天线主波束所覆盖的多个距离区域进行成像。本发明占用空间资源少，系统复杂度低，可用于测绘、环境监视及土地规划。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，特别涉及一种高分辨率宽测绘带HRWS合成孔径雷达SAR成像的方法，可用于海陆监测、地表测绘、环境和灾害监视以及土地规划。

背景技术

随着合成孔径雷达SAR技术的发展，现在许多SAR技术的应用都要求SAR图像不仅具有高分辨率，而且具有宽测绘带，例如海陆监测、地表测绘、环境和灾害监视以及土地规划。然而，对于传统的单通道SAR系统来说，在提升覆盖幅宽时，为了避免发生主瓣距离模糊，要求SAR系统具有低的脉冲重复频率PRF；而在获得高的方位分辨率时，为了避免发生严重地方位模糊，则要求SAR系统具有高的PRF，从而导致高方位分辨率和宽测绘带成为一对不可调和的矛盾。

为了解决上述宽测绘带与高方位分辨率的矛盾，国内外研究者们已提出多种解决方案。G.Krieger等人在其发表的论文“Multidimensional Waveform Encoding:A NewDigital Beamforming Technique for Synthetic Aperture Radar Remote Sensing”(IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing)中提出一种高分辨率宽测绘带HRWS-SAR成像方法，该方法通过结合多维编码信号与俯仰维数字波束形成技术DBF来实现HRWS-SAR成像。但该方法中各个俯仰维波束的临近旁瓣会引入严重距离模糊，难以在实际应用中实现。

中国科学院电子学研究所在其申请的专利“一种高分辨、宽测绘带的星载SAR体制实现方法”(申请号：201410020544.4，公开号：CN103728618A)中提出了一种基于方位多输入多输出MIMO体制的星载HRWS-SAR实现方法，该方法其采用滑动聚束模式，并通过各发射通道发射频带互不相交的线性调频信号实现HRWS-SAR成像。但该方法体制的系统复杂度过高，不易实现实时处理。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种基于空间脉冲相位编码的HRWS-SAR成像方法，以通过对发射脉冲进行空时二维相位编码，有效地解决SAR距离模糊问题，简化系统复杂度，实现高分辨率宽测绘带HRWS的SAR成像实时处理。

为实现上述目的，本发明的技术方案包括如下：

(1)设计编码相位其中，b≡((k-1)modP)，1≤m≤M，M为发射通道的个数，t_k为方位慢时间，k＞0，P为天线主波束覆盖的距离区域个数，u为阵列相位梯度因子，u≠0，

(2)对每个发射通道所发射脉冲信号沿方位慢时间进行相位编码，即用编码相位φ_m(t_k)对第m个发射通道发射的第k个脉冲信号进行相位编码，每个接收通道接收回波数据；

(3)分别对每个接收通道所接收到的回波数据进行匹配滤波，得到每个接收通道输出的M路匹配滤波结果信号；

(4)对每个接收通道输出的M路匹配滤波结果信号并行进行P次不同的解码，得到每个接收通道对应的P组M路解码结果信号；