基于调频步进频的太赫兹逆合成孔径雷达成像方法

摘要

本发明公开一种基于调频步进频的太赫兹逆合成孔径雷达成像方法，主要解决现有技术中微波波段的逆合成孔径雷达成像的距离分辨率和方位分辨率不高的问题。本发明实现的步骤如下：（1）获取太赫兹脉冲回波信号；（2）脉冲压缩；（3）合成大带宽；（4）加窗修正；（5）距离多普勒成像；（6）获得成像图。本发明利用太赫兹波具有高频率、大带宽的特性，结合调频步进频体制采用合成大带宽的方法实现了高分辨太赫兹逆合成孔径雷达成像。

主权项

一种基于调频步进频的太赫兹逆合成孔径雷达成像方法，包括如下步骤：(1)获取太赫兹脉冲回波信号：太赫兹雷达接收机接收目标散射点反射的太赫兹调频步进频信号，获得太赫兹调频步进频回波信号，太赫兹调频步进频回波信号由太赫兹调频步进频脉冲串组成，每组脉冲串由线性调频脉冲组成；(2)脉冲压缩：对每个太赫兹调频步进频回波信号进行脉冲压缩，获得脉冲压缩后的信号；(3)合成大带宽：3a)对每组太赫兹调频步进频脉冲串内的每个脉冲压缩后的信号进行频移，获得频移后的脉冲信号；3b)将频移后的脉冲信号按照下式合成一个大带宽信号：$X\left(t\right)=\underset{m=1}{\overset{M}{\Sigma }}{y}_m\left(t\right)$其中，X(t)表示合成后的大带宽信号，t表示雷达接收机接收线性调频脉冲所经历的时间，M表示每组太赫兹调频步进频脉冲串包含的线性调频脉冲总个数，M取值为大于等于1的正整数，m表示第m个线性调频脉冲，m取值范围为1～M的正整数，y_m(t)表示第m个脉冲压缩后的信号频移后的脉冲信号；(4)加窗修正：按照下式，对合成后的大带宽信号加窗修正，得到加窗修正后的大带宽信号：Z(t)＝IFFT[FFT[X(t)]×H(f)]其中，Z(t)表示加窗修正后的大带宽信号，t表示雷达接收机接收线性调频脉冲所经历的时间，IFFT[·]表示对加窗修正的大带宽信号进行逆傅里叶变换，FFT[·]表示对合成后的大带宽信号进行傅里叶变换，X(t)表示合成后的大带宽信号，H(f)表示频域的矩形窗；(5)距离多普勒成像：5a)对加窗修正后的大带宽信号的方位向进行傅里叶变换，得到太赫兹逆合成孔径雷达目标散射点方位向的高分辨图像；5b)对加窗修正后的大带宽信号的距离向进行脉冲压缩，得到太赫兹逆合成孔径雷达目标散射点距离向的高分辨图像；(6)获得成像图：将太赫兹逆合成孔径雷达目标散射点方位向的高分辨图像和距离向的高分辨图像综合在二维坐标系中，得到二维高分辨太赫兹逆合成孔径雷达成像图。