[发明专利]一种分布式雷达空间谱相参融合成像方法

说明书

本发明公开了一种分布式雷达空间谱相参融合成像方法，本发明的方法首先建立分布式雷达的几何构型，分析了分布式雷达回波相参信号模型；其次根据回波空间谱分布形状选取了带宽合成方向，完成了空间谱的旋转与数据投影校正；接着采用广义矩阵束数据外推方法对缺失空间谱进行数据的相参内插，实现了移不变模式下分布式雷达分裂空间谱的补偿；最后采用二维傅里叶变换，实现了空间谱域到目标空间域的映射，并通过几何校正得到高分辨成像结果。本发明的方法在空间谱分布不连续采样的情况下，仍能够有效地重建出高分辨率相参融合成像结果，实现了对目标的高分辨成像，解决了移不变模式下分布式雷达分裂空间谱的融合成像问题。

技术领域

本发明属于雷达探测与成像技术领域，具体适用于分布式雷达相参融合成像。

背景技术

分布式雷达发射站与接收站的空间分集，可以在短时间内高分辨率相参融合成像，为机载及弹载等平台的全天时、全天候探测提供技术手段，与传统单基合成孔径雷达和双基合成孔径雷达相比，具备灵活的空间几何构型与成像视角优势，且能够大幅缩短雷达高分辨成像所需的合成孔径时间。但是在分布式类型系统中，由于接收站间相对于目标的视角的不连续性，会引起分布式雷达获得间断的空间谱，将导致重建出的目标点扩散函数呈现出分裂的主瓣和高的旁瓣，严重降低分布式雷达的成像质量。

为了实现分布式雷达系统多站测量数据的相参数据融合，在文献“Krishnan,V.,J.Swoboda,Can Evren Yarman,and Birsen Yazici.Multistatic synthetic apertureradar image formation.IEEE transactions on image processing 19,no.5(2009):1290-1306”中，提出了一种快速后向投影的分布式雷达成像方法，该方法通过各平台的空间几何位置，采用后向相参投影实现回波的聚焦，但在分布式雷达获取的空间谱间断时，目标主瓣将无法实现聚焦；在文献“Li,Zhixi,Scott Papson,and Ram M.Narayanan.Data-level fusion of multilook inverse synthetic aperture radar images.IEEETransactions on Geoscience and Remote Sensing 46,no.5(2008):1394-1406”中，提出了一种基于矩阵傅里叶变换的分布式雷达数据相参融合方法，但该方法仍无法解决在空间谱数据间断时的主瓣分裂问题。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明提出了一种分布式雷达空间谱相参融合成像方法。

本发明的具体技术方案为：一种分布式雷达空间谱相参融合成像方法，具体包括如下步骤：

步骤一：分布式雷达回波信号模型建立，

发射机位置的极坐标为主接收机的欧式坐标为(x₁,y₁,H₁)，主接收机与从接收机的坐标差为(Δx,Δy,Δz)；主接收机飞向参考目标O，速度为其中，v分别表示速度方向和大小，设参考目标O位于坐标原点(0,0,0)，观测目标P位于(x,y,0).发射机辐射宽带信号观测目标点P，其回波数据与参考目标O的回波数据进行匹配滤波，得到目标P回波的距离频率域表达式：

其中，f_t表示距离频率，τ表示慢时间变量，A表示回波幅度，T_a表示合成孔径时间，K_r表示调频率，T_r表示发射信号时宽，c表示光速，f_c表示载波频率，R'_OP(τ)表示目标O与目标P的距离历史差，表示为：