[发明专利]一站固定双站低频超宽带SAR运动目标检测与成像方法

权利要求书

1.一种一站固定双站低频超宽带SAR运动目标检测与成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：场景回波信号仿真；步骤S1中，已知双站低频超宽带SAR的信号中心频率为fc，脉冲重复频率为p_rf，带宽为B，信号调频率为Kr，设直角坐标系原点为地面上与慢时间t＝0时刻运动站参考通道垂直的点，坐标轴分别为X轴、Y轴和Z轴，运动站以速度V沿着X轴运动，则运动站在慢时间t＝0时刻的位置为(0,0,H_M)，在慢时间t时刻的位置为(Vt,0,H_M)，设固定站的坐标为(0,Y_S,H_S)，P为成像场景中的任意运动目标，设其在慢时间t＝0时刻的位置为(x,y,0)，速度为v，其在方位向和距离向的速度分量分别为v_x和v_y，则其在t时刻的位置为(x+v_xt，y+v_yt,0)，在慢时间t时刻，运动目标P到发射机与接收机的距离分别为R_S(t)和R_M(t)，则运动目标P到发射机与接收机的双站距离历程之和R_b(t)为：

S2：多通道静止目标杂波信号抑制；所述步骤S2中，对场景回波信号进行距离压缩，对距离压缩后的回波信号进行方位向FFT变换，方位向多普勒的旁瓣水平会受到天线方向图的限制；如果旁瓣水平较高，杂波会掩盖运动目标回波的主瓣频谱，从而引起弱运动目标的检测能力下降，通过在方位向傅里叶变换之前，进行频域加窗处理，从而抑制旁瓣，但是加窗同时会造成多普勒谱展宽，使得最小可检测速度增大，为此进行对回波数据进行距离压缩时加Kaiser窗处理来抑制旁瓣并使压缩脉冲的主瓣能量最大，加窗和距离压缩的过程为：

s₁(τ,t)＝IFFT_r{FFT_r{s(τ,t)}·H_r(f_τ)}

其中，W_k(f_τ)为频域中的Kaiser窗，β是可调整的平滑系数，I₀是标准的零阶贝塞尔函数，H_r(f_τ)表示加Kaiser窗后的距离向频域匹配滤波函数，FFT_r/IFFT_r表示距离向快速傅里叶变换/逆变换；

对于带有双通道的一站固定双站低频超宽带SAR系统，设其前一通道即通道1为参考通道，两个通道在t₁时刻接收回波信号时，通道1的接收相位中心在O₁处，后一通道即通道2的接收相位中心在O₂处；则在发射平台发射m个脉冲之后的t₂时刻，通道2的接收相位中心来到了t₁时刻通道1的接收相位中心O₁处；对于静目标而言，由于发射站静止，当通道2运动到原来通道1的位置时，通道2接收到的回波信号与t₁时刻通道1接收到的回波信号是相同的；而对于运动目标，由于其存在距离向和方位向的速度，发射机发射m个脉冲之后运动目标的位置已经发生了变化，所以通道1和通道2接收到的动目标信息是不同的；将两个通道接收到的回波相减，即可消除静止目标杂波信号，而不会消除运动目标信号；

由于发射机发射m个脉冲之后的t₂时刻，通道2的接收相位中心来到了t₁时刻通道1的接收相位中心O₁处，因此可知两接收通道之间的距离关系需满足的条件为：

其中m为正整数，则t₂＝t₁+d/V；

将距离压缩后的回波信号幅度用A₁表示，并进行距离向快速傅里叶变换处理，信号变为：

则通道1在t₁时刻和通道2在t₂时刻接收到的信号分别为：

在上面两式中，若目标静止则R_b(t₁)＝R_b(t₂)，所以S₁(f_τ,t₁)＝S₂(f_τ,t₂)，将通道2回波信号作差后可完全消除；

S3：运动目标频域成像处理。