沿y軸飛行，在 方位時間n= 〇時刻，第一個接收子陣天線的位置為（〇,〇,HK)，其它M-1個接收子陣天線 坐標(biāo)分別為（〇,d，HK)，（0, 2d，HK)，? ? ?，（0,（M-l)d，HK);目標(biāo)P(x。，yQ)為成像區(qū)域任意一 個目標(biāo)點，其中，X(l、％分別為該目標(biāo)的x軸、y軸坐標(biāo)；目標(biāo)P(xv%)沿x軸的速度分量為 vx，沿y軸的速度分量為vy，當(dāng)vx# 0或vy乒0時，P(xQ，yQ)為動目標(biāo)，而當(dāng)vx=vy= 0時， PUy%)為靜止雜波；發(fā)射站到目標(biāo)P(X(I，％)的距離設(shè)為RT;接收站第m個子陣天線在方 位時間n時刻到目標(biāo)P(XQ，yQ)的斜距RmK(n)為：
其中，n表示方位時間。
3. 如權(quán)利要求2所述的固定發(fā)射站雙基前視SAR動目標(biāo)檢測方法，其特征在于：步驟 二中，獲取SBF-SAR回波表達(dá)式，并進(jìn)行距離向傅里葉變換具體實現(xiàn)方式如下： 設(shè)SBF-SAR發(fā)射信號為線性調(diào)頻信號： S(T) =exp{j231fcT+j31 kr T2} 其中，f。為載頻，T為距離向時間，為發(fā)射信號的調(diào)頻斜率；則接收站第m個子陣天 線接收到從P(x〇,y〇)點返回的回波信號表達(dá)式為：
其中W(.)為方位時間窗，n&為方位中心時刻，C是電磁波的速度，A=c/f。為波長； 再對回波信號進(jìn)行距離向傅里葉變換可以得到：
其中，f為距離向頻率變量，St(f)為發(fā)射信號的頻譜表達(dá)式； 再對RmK (n)進(jìn)行泰勒展開操作，可得
其中，R_為在n時刻接收站第m個子陣天線到目標(biāo)P(X(l，yci)的距離，R' mK為泰勒 展開的一次項，R' ' 為泰勒展開的二次項。
4. 如權(quán)利要求3所述的固定發(fā)射站雙基前視SAR動目標(biāo)檢測方法，其特征在于：步驟 三中具體計算目標(biāo)點P(xyy(l)回波的方位多普勒頻率，如下：
其中，fD/MdaI?與fD/tM1；e；t分別為雷達(dá)運動和目標(biāo)運動所廣生的多普勒質(zhì)心，fR/MdaI?與fR/ 分別為雷達(dá)運動和目標(biāo)運動所產(chǎn)生的多普勒調(diào)頻率。
5. 如權(quán)利要求4所述的固定發(fā)射站雙基前視SAR動目標(biāo)檢測方法，其特征在于：步驟 四中為去除SBF-SAR回波信號的多普勒模糊，構(gòu)建如下的預(yù)濾波函數(shù)：
其中，是參考目標(biāo)的多普勒質(zhì)心；將Sm(n，f)與HDMbiguity相乘，可以得到濾波后 的信號為：
其中，RbiO-Rt+RiiiRO,RmEres-RmR_ 入fD/fradar0
6. 如權(quán)利要求5所述的固定發(fā)射站雙基前視SAR動目標(biāo)檢測方法，其特征在于：步驟 五中，距離徙動盲校正與距離壓縮具體實現(xiàn)方式為：在方位時域距離頻域采用如下的時頻 坐標(biāo)變換來完成對動目標(biāo)距離徙動的盲校正，變換關(guān)系為：
其中，nk為時頻坐標(biāo)變換后新的方位時間，變換后動目標(biāo)回波表達(dá)式變?yōu)椋?br>利用距離壓縮函數(shù)對變化后動目標(biāo)回波sm2(nk，f)進(jìn)行距離壓縮，其中距離壓縮函數(shù) 為乂（/)，其中，*代表復(fù)共軛運算；經(jīng)距離壓縮后，回波數(shù)據(jù)通過距離向傅里葉逆變換到二 維時域，其數(shù)據(jù)記為sm2(nk，t):
其中，IFFTrange[ ?]表示距離向傅里葉逆變換，sinc( ?)表示辛格函數(shù)；進(jìn)行上述操作 后，目標(biāo)P(Xd,yj位于距離卩
單元內(nèi)。
7. 如權(quán)利要求6所述的固定發(fā)射站雙基前視SAR動目標(biāo)檢測方法，其特征在于：步 驟六中，方位向靜止雜波多普勒調(diào)頻率均衡具體實現(xiàn)方式為：SfK/Mto(x，y)為距離向
單元內(nèi)坐標(biāo)為（X，y)的目標(biāo)的多普勒調(diào)頻率，fK/Mto(xraf，yraf)為上述距離 單元內(nèi)參考目標(biāo)的多普勒調(diào)頻率，其中，xMf為該參考目標(biāo)的x軸坐標(biāo)，y為該參考目標(biāo)的y軸坐標(biāo)； 則多普勒調(diào)頻率的差分為： ^ -^E/radar(X，y)=fR/radar(X'y)f*R/radar(Xref'Yref) 對y)沿方位時間進(jìn)行二次積分，得到方位向靜止雜波多普勒調(diào)頻率均衡 函數(shù)的相位，記為巾nks(nk)，從而得到方位向靜止雜波多普勒調(diào)頻率均衡函數(shù)為Snlc;s(nk) =exp{j4)nlcs(nk)}; 將sm2(nk，T)與Snles(nk)相乘，完成了對同一距離單元內(nèi)靜止雜波多普勒調(diào)頻率的 均衡；利用如下的方位參考函數(shù)，可完成對靜止雜波的聚焦，方位參考函數(shù)可表示為：
8. 如權(quán)利要求7所述的固定發(fā)射站雙基前視SAR動目標(biāo)檢測方法，其特征在于：步 驟七中，獲取目標(biāo)P(X(1，％)的方位信號表達(dá)式并進(jìn)行相位補(bǔ)償?shù)木唧w實現(xiàn)方式為：動目標(biāo) P(X(I，％)是散焦的并且位于方位％+A位置，其中，A是由于目標(biāo)運動而產(chǎn)生的移位，表示 為：
對于靜止雜波，A= 〇 ; 動目標(biāo)P(Xd, 的方位信號表示為Sm/D (Xd,yj
其中，m= 1，2，...，M，f()表示動目標(biāo)的方位散焦函數(shù)，可表示為：
其中，rect[ ?]為矩形函數(shù)，Tk為動目標(biāo)散焦圖像的方位擴(kuò)展寬度。 利用如下的相位補(bǔ)償函數(shù)完成對由于接收站子陣列間的位置差異所產(chǎn)生的相位差異， 補(bǔ)償函數(shù)為：
Sm/P(x0，y0)與補(bǔ)償函數(shù)HCph相乘后：
定義歸一化頻率為
'則對于地面靜止雜波，fn"malize;d= 0,對于動 目標(biāo)， -^"normalized辛0,則Sm/D2 (xQ,yQ)表示為： 其中，m= 1，z，? ? ?，m〇
9. 如權(quán)利要求8所述的固定發(fā)射站雙基前視SAR動目標(biāo)檢測方法，其特征在于：步驟 八中，提取動目標(biāo)回波，獲得動目標(biāo)的散焦圖像，完成對動目標(biāo)的檢測的具體實現(xiàn)方式為： 對S+Ud,yd進(jìn)行離散傅里葉變換，得到頻域SAR圖像，對于地面靜止雜波，f_alize;d= 0， 對于動目標(biāo)，f_alized辛〇,通過去除零頻的頻域SAR圖像來完成對對面靜止雜波的抑制，再 對非零頻的頻域SAR圖像做離散傅里葉反變換，結(jié)果記為Sdrf_s，即為動目標(biāo)的散焦圖像， 從而完成了對動目標(biāo)的檢測。
10. -種固定發(fā)射站雙基前視SAR動目標(biāo)成像方法，具體包括如下步驟： 步驟一：成像系統(tǒng)參數(shù)初始化； 步驟二：獲取SBF-SAR回波表達(dá)式，并進(jìn)行距離向傅里葉變換； 步驟三：計算目標(biāo)點P(X(I，％)回波的方位多普勒頻率； 步驟四：去模糊預(yù)濾波操作，去除回波信號的多普勒模糊； 步驟五：距離徙動盲校正與距離壓縮； 步驟六：方位向靜止雜波多普勒調(diào)頻率均衡，完成對靜止雜波的聚焦； 步驟七：獲取目標(biāo)P(X(1，％)的方位信號表達(dá)式并進(jìn)行相位補(bǔ)償； 步驟八：提取動目標(biāo)回波，獲得動目標(biāo)的散焦圖像，完成對動目標(biāo)的檢測； 步驟九：基于動目標(biāo)的散焦圖像，估計多普勒參數(shù)； 步驟十：動目標(biāo)方位壓縮，完成對動目標(biāo)的聚焦成像。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種固定發(fā)射站雙基前視合成孔徑雷達(dá)(SAR)動目標(biāo)檢測方法及成像方法，本發(fā)明的檢測方法利用接收站各通道間獲取的復(fù)圖像之間的差異，在頻域去掉零頻圖像所代表的地面靜止雜波，保留非零頻圖像所代表的動目標(biāo)回波，從而完成了對地面制止雜波的抑制和對動目標(biāo)的檢測；本發(fā)明的成像方法在完成動目標(biāo)檢測后，再基于動目標(biāo)的散焦圖像實現(xiàn)對動目標(biāo)多普勒參數(shù)的估計，從而利用估計出的動目標(biāo)的多普勒參數(shù)完成對動目標(biāo)的聚焦成像，解決了因動目標(biāo)運動所產(chǎn)生的距離徙動和方位調(diào)制信號對檢測及成像產(chǎn)生的影響。
【IPC分類】G01S13-90
【公開號】CN104808204
【申請?zhí)枴緾N201510172298
【發(fā)明人】李中余, 武俊杰, 黃鈺林, 王悅, 楊海光, 楊建宇
【申請人】電子科技大學(xué)
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月13日