[发明专利]一种双基前视高机动平台SAR扩展场景成像优化方法

摘要

本发明公开了一种双基前视高机动平台SAR扩展场景成像优化方法，其主要思路是：先获得点目标的SAR时域回波信号，进而得到线性走动量校正后的回波信号和线性走动量校正后的斜距历程，然后对该线性走动量校正后的回波信号进行方位向FFT，得到时域回波信号的二维频谱；对线性走动量校正后的斜距历程进行高阶近似，得到线性走动量校正后的高精度二维频谱的相位项后，在距离向进行泰勒级数展开，采用高阶多项式拟合来消除高精度二维频谱的相位项的相位空变性，再经过二维频率域设计的匹配滤波器，得到距离域聚焦良好的相位补偿信号后，并进行距离域IFFT，然后再经过距离-多普勒域设计的匹配滤波器，得到聚焦后的SAR成像。

主权项

一种双基前视高机动平台SAR扩展场景成像优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，建立双基前视高机动平台SAR的运动几何构型，得到接收机与点目标P之间的瞬时双基斜距表达式R_bf(t_m)，进而得到点目标P的SAR时域回波信号其中，P为接收机前视目标区域内任意一个点目标，表示快时间，t_m表示慢时间；步骤2，首先在距离频域‑方位时域上对点目标P的SAR时域回波信号进行距离向快速傅里叶变换，得到距离频域‑方位时域的回波信号s(f_r,t_m)，再对该距离频域‑方位时域的回波信号s(f_r,t_m)进行距离频域‑方位时域上的线性走动量校正，依次得到线性走动量校正后的回波信号s_lp(f_r,t_m)和线性走动量校正后的斜距历程R_bf1(t_m)，然后对该线性走动量校正后的回波信号s_lp(f_r,t_m)进行方位向快速傅里叶变换，得到时域回波信号的二维频谱S(f_r,f_a)；对线性走动量校正后的斜距历程R_bf1(t_m)进行高阶近似，得到线性走动量校正后的高精度二维频谱进而得到线性走动量校正后的高精度二维频谱的相位项Φ(f_r,f_a)；其中，f_r表示距离向频率，t_m表示慢时间，γ表示双基前视高机动平台SAR雷达线性调频信号的调频率，f_a表示多普勒频率；步骤3，将高精度二维频谱的相位项Φ(f_r,f_a)在距离向频率f_r＝0处进行泰勒级数展开并保留到三次项，分别得到方位压缩项φ₀(f_a；R_bf0)、距离徙动项φ₁(f_a；R_bf0)、二次距离脉冲压缩项φ₂(f_a；R_bf0)和三次距离/方位耦合项φ₃(f_a；R_bf0)，并将该四项分别近似写为以收发机和点目标P在合成孔径中心时刻的双基距离和R_bf0为变量的表达式，采用高阶多项式拟合来消除高精度二维频谱的相位项Φ(f_r,f_a)中的相位空变性；其中，f_r表示距离向频率，f_a表示多普勒频率，R_bf0表示收发机和点目标P在合成孔径中心时刻的双基距离和；步骤4，步骤3消除高精度二维频谱的相位项的相位空变性后，得到空变性校正后的高精度二维频谱的相位项，进而得到空变性校正后的时域回波信号的高精度二维频谱，然后在二维频率域分别设计随距离空变的第一匹配滤波器H_rc(f_r,f_a)和第二匹配滤波器H_rcm(f_r,f_a)，将该空变性校正后的时域回波信号的高精度二维频谱依次经过第一匹配滤波器H_rc(f_r,f_a)和第二匹配滤波器H_rcm(f_r,f_a)，得到距离域聚焦良好的相位补偿信号，并对该距离域聚焦良好的相位补偿信号进行距离逆快速傅里叶变换，在距离‑多普勒域设计第三匹配滤波器H_a(f_a)，并将经过距离逆快速傅里叶变换后的距离域聚焦良好的相位补偿信号经过第三匹配滤波器H_a(f_a)，即可得到聚焦后的SAR成像；其中，f_r表示距离向频率，f_a表示多普勒频率。