[发明专利]基于连续脉冲编码提升高速SAR平台信噪比的成像方法

权利要求书

1.一种基于连续脉冲编码提升高速SAR平台信噪比的成像方法，其特征在于，包括如下：

(1)设计脉冲串信号，并重复发射该脉冲串信号，其中，重复周期为脉冲串信号的宽度，每个脉冲串信号包含多个单脉冲信号，单脉冲信号间的空隙为接收窗口；

(2)根据发射的脉冲串信号，模拟SAR回波信号，得到原始的混叠回波信号；

(3)根据发射的脉冲串信号的形式构建多元线性方程组：LX＝R，其中L是各个接收窗口的观测矩阵，X是需要被解算出来的所有完整回波的集合，R是各个接收窗口的混叠回波信号；

(4)从步骤(3)建立的多元线性方程组中按照确定的步长选取多个方程数量相同的子方程组，进行所有完整回波的集合X的求解，得到解混叠后的回波信号；

(5)对解混叠后的回波信号进行均匀分组并同组叠加，将叠加后的回波信号按照等效的脉冲重复频率PRF进行SAR成像，

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(1)中设计的脉冲串信号，是由S、0、-S组成的脉冲串，其中S是时宽为T_P的常规雷达发射的线性调频信号，该线性调频信号的间隔固定为T_P或者2T_P，即一个或者两个接收窗口；-S是给S附加一个π的相位，0代表一个时宽为T_P的接收窗口；雷达以脉冲串的时宽为周期重复发射脉冲串信号。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，(3)中根据发射的脉冲串信号形式构建多元线性方程组，实现如下：

3a)设X是需要被解算出来的所有完整回波的集合，单个脉冲对应的场景回波从开始接收到接收完毕的持续时间为T，定义N为T/T_P的向上取整数值，其中T_P为线性调频信号的时宽，将X以T_P为单位，划分为N段，记为X＝[X₁,X₂...X_n...X_N]^T，其中X_n为第n段回波，n∈[1,N]；

3b)将各个接收窗口的混叠回波信号记为R＝[R₁,R₂...R_m...R_M]^T，R_m为第m个接收窗口的混叠回波信号，m∈[1,M]，M为接收窗口的总个数；

3c)根据回波长度与发射的脉冲串信号形式得到的观测矩阵L：

L中的元素l_mn代表第m个接收窗口是否存在第n段回波X_n，m∈[1,M]，n∈[1,N]，若存在，则根据X_n对应的发射单脉冲的正负,分别取1或者-1，若第m个接收窗口不存在回波X_n，则取值为0，

在不考虑噪声的情况下，可构建线性方程组LX＝R，记为方程组Y，以进行完整回波集合X的求解，考虑噪声时，真实的接收窗信号模型应为：LX+S_n＝R，S_n表示各个接收窗内的噪声信号；在进行回波解算的同时，也可以获得噪声的变化情况，以此来衡量雷达信噪比的改善；

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，(4)中选取多个方程数量相同的子方程组，得到解混叠后的回波信号，实现如下：

4a)在线性方程组Y中选择Q个连续的方程，构成属于Y的子线性方程组lx＝r，记为y，对x进行求解可得：x＝(l^Tl)^-1l^Tr，其中Q＞＝N，l是对L按行抽取的的子矩阵，l的秩大于等于N，即l^Tl是可逆矩阵，x是某个完整回波，x∈X，，r是R的子向量；

4b)选取K为步长，以方程组y为参考，在Y中依次选取Q个连续的方程组成其它子线性方程组，直至Y中所有方程都被选取，求解每个方程组对应的x，进而获得解混叠后的完整回波集合X。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(5)的等效的脉冲重复频率PRF，由将回波分组后组内回波数num与接收窗口分布周期T₁的乘积取倒数得到。