[发明专利]一种基于频率分集阵列的高分宽幅SAR成像方法

权利要求书

1.一种基于频率分集阵列的高分宽幅SAR成像方法，其特征在于：所述方法是通过以下步骤实现的：

步骤一：设计频率分集阵列的频率增量Δf；

步骤二：频率分集阵列发射信号集{s_n(t)}_n＝1,...,N，其中s_n(t)为第n个天线的发射信号，s_n(t)＝x_n(t)sin{2π(f₀+(n-1)Δf)t}，x_n(t)为信号包络，n＝1,...,N，N为发射天线数，f₀为参考天线载频，即第一个天线的载频；

步骤三：频率分集阵列接收回波信号，并对该回波信号依次进行矢量化输出，得到接收回波信号的快拍矢量Y_h(k)，其中h＝1,...,H,k＝1,...,K,H为距离门个数，K为脉冲个数；

步骤四：对回波信号的快拍矢量Y_h(k)进行距离解模糊，得到两条无距离模糊的回波信号支路；

步骤五：利用步骤四中所得的第一条支路进行静止场景的重构；

步骤六：利用步骤四中所得的第二条支路进行场景中运动目标的检测、成像与重定位；

步骤七：将静止场景重构结果与动目标叠重定位结果叠加得到最终成像效果。

2.根据权利要求1所述的一种基于频率分集阵列的高分宽幅SAR成像方法，其特征在于：所述步骤一中设计频率分集阵列的频率增量Δf的具体步骤如下：

步骤一一：根据平台速度v和方位分辨率ρ_a得到脉冲重复频率f_r＝1.2v/ρ_a，其中比例系数1.2为设计裕量；

步骤一二：根据测绘带宽W_s和脉冲重复频率f_r，得到距离模糊次数其中表示向上取整，c为光速；

步骤一三：根据脉冲重复频率f_r和距离模糊次数N_a设计载频的频率增量：

Δf＝(u+q)f_r (1)

其中u为整数部分，取B为发射信号带宽，表示向下取整，q为小数部分，q＝1/N_a。

3.根据权利要求2所述的一种基于频率分集阵列的高分宽幅SAR成像方法，其特征在于：所述步骤四中对回波信号的快拍矢量Y_h(k)进行距离解模糊的具体步骤如下：

步骤四一：进行距离依赖性补偿：

构造距离依赖补偿项：

其中R_h为参考区域的第h个距离门的斜距，j为虚数标志，[·]^T表示转置；

用补偿函数C_h对回波信号的快拍矢量Y_h(k)进行距离依赖特性补偿，得到补偿后回波信号的快拍矢量：其中为克劳内克积，⊙为哈达玛积，表示大小为M的全一向量；

后续将无距离模糊的回波信号分为两条支路分别进行处理；

步骤四二：发射波束形成：

设计发射波束权值：W_p＝a(f_s,p)

其中a(f_s,p)＝[1exp(-j2πf_s,p)...exp(-j2πf_s,p(N-1))]^T为频率分集阵列的发射导向矢量，为第p距离模糊区域的空间频率，p＝1,...,N_a，N_a为最大距离模糊次数，R_a＝c/(2f_r)为最大无模糊距离，j表示虚数，d为相邻天线间距，λ＝c/f₀为波长，为发射波束指向；

采用发射波束权值W_p对补偿后的回波信号快拍矢量进行发射波束形成，即用权矢量W_p对快拍矢量的各元素进行加权求和，得到无距离模糊的回波信号：

其中(·)^H表示共轭转置，后续将无距离模糊的回波信号分为两条支路分别进行处理。