主权项 |
1.一种前视扫描雷达成像方法,具体包括如下步骤: 步骤一:成像系统参数初始化, 具体包括如下参数:平台速度,记为V;天线俯仰角,记为<img file="FDA0000397538560000011.GIF" wi="73" he="57" />平台高度,记为h;发送信号载波频率,记为f<sub>0</sub>;脉冲宽度,记为T<sub>r</sub>;方位时间向量记为t=[-PRI·N<sub>a</sub>/2,-PRI·(N<sub>a</sub>/2-1),…,PRI·(N<sub>a</sub>/2-1)],其中,PRI为脉冲重复时间,N<sub>a</sub>为目标回波方位向采样点数;将距离时间向量记为:τ=[-1/f<sub>s</sub>·N<sub>f</sub>/2,-1/f<sub>s</sub>·(N<sub>f</sub>/2-1),…,1/f<sub>s</sub>·(N<sub>f</sub>/2-1)],其中,f<sub>s</sub>为距离向采样率,N<sub>f</sub>为目标回波距离向采样点数; 目标平面点目标距离历史为<img file="FDA0000397538560000012.GIF" wi="905" he="97" />其中,R<sub>0</sub>为方位时间为0时刻天线与点目标的初始斜距,θ<sub>0</sub>为0时刻点目标对应的方位角;步骤二:对回波数据进行距离向脉冲压缩, 目标回波表达式为: <img file="FDA0000397538560000017.GIF" wi="1338" he="350" />其中,σ(x,y)是反射系数,<img file="FDA0000397538560000015.GIF" wi="481" he="142" />是双程回波延迟,c为光速,w<sub>a</sub>[·]表示慢时间域窗函数,代表方位向天线方向图函数的调制,窗宽度T<sub>beta</sub>代表点目标波束驻留时间,<img file="FDA0000397538560000016.GIF" wi="59" he="68" />为方位角θ<sub>0</sub>对应的方位时刻,rect[·]表示快时间域窗函数,窗宽度为T<sub>r</sub>,K<sub>r</sub>为发射信号调频率,λ为载波波长;对前视扫描雷达回波数据s(τ,t;x,y)进行距离向脉冲压缩,脉压后数据表示为s<sub>1</sub>(τ,t;x,y); 预先设定用于确定超分辨成像处理区域的第一方位角θ<sub>α</sub>和用于确定后向投影成像处理区域的第二方位角θ<sub>β</sub>,满足θ<sub>β</sub>大于θ<sub>α</sub>; 步骤三:对雷达正前视区域进行超分辨成像处理, 在步骤二距离向脉冲压缩处理后的数据s<sub>1</sub>(τ,y;x,y)中,取出方位角位于-θ<sub>α</sub>~θ<sub>α</sub>之内的数据,定为雷达角超分辨处理区域,数据表示为: <img file="FDA0000397538560000021.GIF" wi="1649" he="161" />其中,<img file="FDA0000397538560000022.GIF" wi="478" he="75" />分别为方位角-θ<sub>α</sub>、θ<sub>α</sub>对应的方位时刻,B为发射信号带宽;点目标斜距历史R(t;x,y)泰勒级数展开后保留一次项,可得<img file="FDA00003975385600000211.GIF" wi="627" he="69" />将斜距历史近似为R(t;x,y)≈R<sub>0</sub>-Vt;利用近似后的斜距历史,在超分辨处理区数据s<sub>2</sub>(τ,t;x,y)中,对距离时间变量τ通过变量代换<img file="FDA0000397538560000023.GIF" wi="258" he="127" />进行尺度变换,消除平台运动产生的距离走动,完成运动补偿,尺度变换后的数据表示为:<img file="FDA0000397538560000024.GIF" wi="1548" he="309" />天线方向图函数作为参考函数,对数据s<sub>3</sub>(τ,t;x,y)进行不适定性问题正则化处理,实现数据s<sub>3</sub>(τ,t;x,y)的角超分辨,将成像结果记为s<sub>4</sub>(τ,t;x,y); 步骤四:利用后向投影算法对方位角较大区域进行成像处理, 在步骤二距离向脉冲压缩处理后的数据s<sub>1</sub>(τ,y;x,y)中,取出方位角位于-θ<sub>β</sub>~-θ<sub>α</sub>,θ<sub>α</sub>~θ<sub>β</sub>之内的数据,定为后向投影处理区,数据表示为: <img file="FDA0000397538560000025.GIF" wi="1648" he="162" />其中,<img file="FDA0000397538560000026.GIF" wi="724" he="78" />分别为方位角-θ<sub>β</sub>、θ<sub>β</sub>对应的方位时刻;根据雷达平台运动时系统记录的位置信息,计算目标平面上任一点目标,在天线波束照射时间内到雷达平台的距离<img file="FDA0000397538560000027.GIF" wi="976" he="102" /><img file="FDA0000397538560000028.GIF" wi="59" he="71" />为点目标对应的波束驻留时间向量;根据<img file="FDA0000397538560000029.GIF" wi="229" he="96" />计算双程时延<img file="FDA00003975385600000210.GIF" wi="477" he="156" />利用t(x,y)构造相位补偿因子Φ(x,y)=exp{-j2πf<sub>0</sub>t(x,y)},f<sub>0</sub>为载波频率;对后向投影处理区数据s<sub>5</sub>(τ,t;x,y)进行距离向插值,将插值后的数据s'<sub>5</sub>(τ,t;x,y)和相位补偿因子按式子<img file="FDA0000397538560000031.GIF" wi="808" he="117" />进行相干积累,得到成像场景每一点目标(x,y)的精确估计,实现数据s<sub>5</sub>(τ,t;x,y)的后向投影成像处理,成像结果记为s<sub>6</sub>(τ,t;x,y);步骤五:两个区域成像结果拼接处理, 将步骤三超分辨处理后的成像结果s<sub>4</sub>(τ,t;x,y)和步骤四后向投影处理后的成像结果s<sub>6</sub>(τ,t;x,y)作拼接处理,拼接处理后的数据即为前视扫描雷达最终成像结果,记为s<sub>7</sub>(τ,t;x,y)。 |