双通道调频连续波SAR系统的动目标检测成像方法

摘要

双通道调频连续波SAR系统的动目标检测成像方法，雷达系统录取回波数据，对回波数据进行去除残余视频相位处理，进而对数据进行多普勒频移补偿，同时对二通道变换数据进行相位偏差补偿，并对两通道数据进行消减处理;对杂波相消后的图像进行徙动校正及方位去斜处理，实现目标粗成像，检测运动目标并逐个提取；将提取的目标反变换到原始数据域,估计运动参数来构造动目标精确的方位去斜函数，进行去除残余视频相位处理及方位精确去斜处理及距离徙动校正，构造模糊函数进行补偿，然后进行Keystone变换，完成动目标的精确成像。本发明方法有效解决了连续波体制下运动参数未知时的快速动目标成像问题，极大地提高信杂噪比和目标检测概率。

主权项

1.双通道调频连续波SAR系统的动目标检测成像方法，其特征在于，包括以下步骤：雷达系统录取回波数据，包括一通道回波数据和二通道回波数据步骤1、对回波数据进行杂波抑制及动目标检测；步骤1a、对一通道回波数据和二通道回波数据分别进行距离向傅里叶变换及去除残余视频相位处理，然后变换回二维时域，得到一通道变换数据和二通道变换数据步骤1b、将一通道变换数据和二通道变换数据分别进行方位向傅里叶变换及多普勒频移补偿，同时对二通道变换数据进行相位偏差补偿，然后分别进行方位向逆傅里叶变换，得到一通道补偿数据S_if1和二通道补偿数据S_if2；步骤1c、将一通道补偿数据S_if1和二通道补偿数据S_if2相减，得到杂波相消后的图像S₁₂；步骤1d、对杂波相消后的图像S₁₂进行徙动校正，得到校正图像S_12r；步骤1e、将校正图像S_12r变换到距离频域并进行方位去斜处理，然后进行方位向傅里叶变换，得到目标图像S_12l；步骤1f、对目标图像S_12l进行运动目标检测，对动目标进行逐个提取，得到与检测到的目标对应的目标检测图像S_i，i=1,…,M，M为检测到的动目标个数，记录目标检测图像S_i中动目标的距离位置R_i；步骤2、对动目标逐个进行精确成像；步骤2a、将第i个动目标的目标检测图像S_i逆变换到原始数据域，得到原始数据域图像S_mi，$S_{\mathrm{mi}}={\mathrm{IFFT}}_{f_r}({\mathrm{FFT}}_{f_r}\left({\mathrm{IFFT}}_{f_a}({\mathrm{FFT}}_{f_a}({\mathrm{IFFT}}_{f_r}({\mathrm{IFFT}}_{f_a}\left(S_i\right)*\mathrm{conj}\left(H_a\right))*\mathrm{conj}\left(H_{\mathrm{RMC}}\right))*\mathrm{conj}\left(H_1\right))\right)*\mathrm{conj}\left(H_c\right))$conj(·)表示取共轭运算；步骤2b、估计原始数据域图像S_mi中动目标的多普勒中心偏移量f_dci，计算动目标的基带内径向速度f_dci表示第i个动目标的多普勒中心偏移量，λ为信号波长；步骤2c、将原始数据域图像S_mi变换到距离频域，得到距离频域图像S_mri，估计距离频域图像S_mri中动目标的斜线斜率K_i，计算动目标的速度模糊数N_i；步骤2d、利用动目标的基带径向速度v_bi、动目标的速度模糊数N_i以及动目标的距离位置R_i构造该动目标的方位去斜函数H_am，对距离频域图像S_mri进行去除残余视频相位处理后，通过方位去斜函数H_am对距离频域图像S_mri进行方位精确去斜处理，然后变换至二维时域，得到二维时域图像S_mrci；步骤2e、将二维时域图像S_mrci变换至方位频域，进行多普勒频移补偿，然后变换回方位时域，得到方位时域图像S_mrmi；步骤2f、对方位时域图像S_mrmi进行距离徙动校正，并构造模糊函数H_blur进行补偿，然后进行Keystone变换，最后变换到二维频域，得到第i个动目标的目标成像图S_fi，完成动目标的精确成像；$S_{\mathrm{fi}}={\mathrm{FFT}}_{f_a}\left({\mathrm{FFT}}_{f_r}\left(\mathrm{Keystone}(S_{\mathrm{mrmi}}*H_{\mathrm{RMC}}*H_{\mathrm{blur}})\right)\right),$$H_{\mathrm{blur}}=\exp (-j\frac{4\mathrm{\pi \gamma }{N}_i{\mathrm{\lambda R}}_{\mathrm{ref}}\mathrm{PRF}}{c^2}{t}_m)\exp \left(j\frac{{2N}_i\mathrm{\pi PRF}}{f_c}(\gamma \hat{t}+f_c)t_m\right)\exp (j2\pi N_i·\mathrm{PRF}\hat{t}),$其中，R_ref为参考距离，Keystone(·)表示进行Keystone变换；重复步骤2a至2f，直至完成对检测到的所有动目标的精确成像，以上步骤中的i=1,…,M。