[发明专利]机载太赫兹合成孔径雷达及成像方法

说明书

一种机载太赫兹合成孔径雷达成像方法，基于混合参数/非参数自聚焦的THz‑SAR成像算法，将低频运动误差和高频振动误差分别建模为方位时间的多项式函数和正弦函数；对THz‑SAR回波信号进行距离压缩和距离徙动校正；基于信杂比自动挑选特显点；获得特显点的截取数据序列；利用基于分数阶傅里叶变换的参数自聚焦方法对高频振动误差和二次运动误差的参数进行估计；利用估计的运动误差参数重构相位误差补偿函数，对距离压缩信号完成粗补偿；重新获得特显点的截取数据序列；利用相位梯度自聚焦算法估计残余相位误差；基于估计的残余相位误差对粗补偿后的距离压缩信号完成精补偿；对精补偿后的距离压缩信号进行方位压缩获得SAR聚焦图像。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，特别涉及一种机载太赫兹合成孔径雷达及成像方法。

背景技术

太赫兹(Terahertz,THz)波是指频谱在100GHz至10THz之间的电磁波，具有载频高、通信容量大、穿透性好、光子能量低、无生物电离等特点。与微波合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)成像相比，太赫兹合成孔径雷达(THz-SAR)成像具有更高分辨率、更高帧率、更高检测概率和更容易识别等显著优势，使其在现代雷达成像领域中受到越来越多的关注。

发明内容

本发明实施例之一，一种机载太赫兹合成孔径雷达，所述雷达的处理器执行以下操作：

S1、将所述机载太赫兹合成孔径雷达的低频运动误差表达为方位时间的多项式函数，将所述机载太赫兹合成孔径雷达的高频振动误差表达为方位时间的正弦函数；

S2、对所述机载太赫兹合成孔径雷达的回波信号进行距离压缩和距离徙动校正；

S3、基于信杂比从对所述机载太赫兹合成孔径雷达的回波信号挑选特显点；

S4、获得所述特显点的截取数据序列；

S5、利用基于分数阶傅里叶变换的参数自聚焦方法对高频振动误差和二次运动误差的参数进行估计；

S6、利用估计的运动误差参数重构相位误差补偿函数，对距离压缩信号完成第一次补偿；

S7、再一次获得特显点的截取数据序列；

S8、利用相位梯度自聚焦算法估计残余相位误差；

S9、基于估计的残余相位误差对粗补偿后的距离压缩信号完成第二次补偿；

S10、对第二次补偿后的距离压缩信号进行方位压缩获得所述机载太赫兹合成孔径雷达的聚焦图像。

本发明实施例之一，一种基于混合参数/非参数自聚焦的THz-SAR成像算法，用于机载太赫兹合成孔径雷达的成像，包含以下步骤：

将低频运动误差和高频振动误差分别建模为方位时间的多项式函数和正弦函数；对THz-SAR回波信号进行距离压缩和距离徙动校正；基于信杂比自动挑选特显点；获得特显点的截取数据序列；利用基于分数阶傅里叶变换的参数自聚焦方法对高频振动误差和二次运动误差的参数进行估计；利用估计的运动误差参数重构相位误差补偿函数，对距离压缩信号完成粗补偿；重新获得特显点的截取数据序列；利用相位梯度自聚焦算法估计残余相位误差；基于估计的残余相位误差对粗补偿后的距离压缩信号完成精补偿；对精补偿后的距离压缩信号进行方位压缩获得SAR聚焦图像。

本发明通过基于混合参数/非参数自聚焦的THz-SAR成像算法，实现了同时对机载THz-SAR的低频运动误差和高频振动误差的高精度补偿，从而获得高分辨THz-SAR聚焦图像。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：