一种合成孔径雷达成像方法、设备及系统技术方案

技术编号:10900828 阅读:103 留言:0更新日期:2015-01-14 11:42
本发明专利技术实施例公开了一种合成孔径雷达(SAR)成像方法及设备,根据所述SAR的系统参数配置发射天线方向图、接收天线方向图、第一子脉冲信号及第二子脉冲信号;其中,所述发射天线方向图包括第一发射天线方向图及第二发射天线方向图,所述第一发射天线方向图通过调整相位参数转换为所述第二发射天线方向图;该方法还包括:根据第一发射天线方向图发射第一子脉冲信号照射目标的前向区域,并在预设的时间间隔之后,根据第二发射天线方向图发射第二子脉冲信号照射目标的后向区域;根据接收天线方向图同时接收前向回波信号及后向回波信号,并将所述前向回波信号及后向回波信号分离后分别成像。

【技术实现步骤摘要】
一种合成孔径雷达成像方法、设备及系统
本专利技术涉及雷达通信与信号处理
,特别涉及一种合成孔径雷达成像方 法、设备及系统。
技术介绍
合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR),利用雷达与目标的相对运动将 尺寸较小的真实天线孔径,采用数据处理的方法合成为一个较大的等效天线孔径的雷达, SAR的特点是可以产生高分辨率的图像,能全天候工作,能有效地识别伪装和穿透掩盖物。 现有双波束SAR成像技术方案中,在发射时根据发射天线方向图同时发射第一子 脉冲信号分别照射目标的前向区域及后向区域;在接收时根据接收天线方向图同时接收前 向回波信号及后向回波信号,并将所述前向回波信号及后向回波信号分离后分别成像。 专利技术人在实现本专利技术的过程中,发现现有双波束SAR成像技术方案至少存在以下 缺陷: 现有双波束SAR成像技术方案,在发射时根据发射天线方向图同时发射第一子脉 冲信号分别照射目标的前向区域及后向区域;在接收时根据接收天线方向图同时接收前向 回波信号及后向回波信号,并将所述前向回波信号及后向回波信号分离后分别成像,这样, 在对接收的前向回波信号及后向回波信号进行频谱分离时,具有较差的频谱分离度,因此, 后续成像效果较差。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术实施例提供了一种SAR成像方法及设备,不仅能够得到较好的 成像效果,还具有较高的系统性能。 为达到上述目的,本专利技术的技术方案是这样实现的: 本专利技术实施例提供了一种SAR成像方法,根据所述SAR的系统参数配置发射天线 方向图、接收天线方向图、第一子脉冲信号及第二子脉冲信号;其中,所述发射天线方向图 包括第一发射天线方向图及第二发射天线方向图,所述第一发射天线方向图通过调整相位 参数转换为所述第二发射天线方向图;该方法还包括: 根据第一发射天线方向图发射第一子脉冲信号照射目标的前向区域,并在预设的 时间间隔之后,根据第二发射天线方向图发射第二子脉冲信号照射目标的后向区域; 根据接收天线方向图同时接收前向回波信号及后向回波信号,并将所述前向回波 信号及后向回波信号分离后分别成像。 上述方案中,所述将所述前向回波信号及后向回波信号分离后分别成像,包括: 所述前向回波信号的频率确认为正多普勒频率,所述后向回波信号的频率确认为 负多普勒频率; 在多普勒域通过带通滤波器将所述前向回波信号及后向回波信号分离; 对分离后的前向回波信号及后向回波信号分别进行脉冲压缩并成像。 上述方案中,所述SAR的系统参数包括测绘带宽、几何分辨率、方位向分辨率、方 位模糊比AASR、距离模糊比RASR、等效后向散射系数NESZ、前向斜视角及后向斜视角。 上述方案中,所述根据所述SAR的系统参数配置发射天线方向图、接收天线方向 图、第一子脉冲信号及第二子脉冲信号,包括: 根据所述方位向分辨率确定多普勒带宽,根据所述几何分辨率确定与方位向天线 长度相关的发射带宽,以及根据前向斜视角及后向斜视角确定T/R组件个数; 根据所述发射带宽、T/R组件个数、前向斜视角及后向斜视角配置第一发射天线方 向图、第二发射天线方向图、接收天线方向图; 根据所述多普勒带宽、第一发射天线方向图、第二发射天线方向图、接收天线方向 图计算出前向AASRf或后向AASR b ; 根据前向AASRf或后向AASRb、RASR及测绘带宽选取脉冲重复频率; 在脉冲重复频率选取完成后,根据NESZ选取天线的平均发射功率; 根据选取的脉冲重复频率、平均发射功率配置第一子脉冲信号及第二子脉冲信 号。 上述方案中,所述预设的时间间隔大于等于所述第一发射天线方向图转换为所述 第二发射天线方向图所需的相位转换时间。 根据上述方法,本专利技术实施例还提供了一种SAR,该SAR包括:配置模块、发射模 块、接收模块、成像模块;其中, 所述配置模块,用于根据所述SAR的系统参数配置发射天线方向图、接收天线方 向图、第一子脉冲信号及第二子脉冲信号;其中,所述发射天线方向图包括第一发射天线方 向图及第二发射天线方向图,所述第一发射天线方向图通过调整相位参数转换为所述第二 发射天线方向图; 所述发射模块,用于根据第一发射天线方向图发射第一子脉冲信号照射目标的前 向区域,并在预设的时间间隔之后,根据第二发射天线方向图发射第二子脉冲信号照射目 标的后向区域; 所述成像模块,用于在所述接收模块根据接收天线方向图同时接收到前向回波信 号及后向回波信号时,将所述前向回波信号及后向回波信号分离后分别成像。 上述方案中,所述成像模块具体用于: 所述前向回波信号的频率确认为正多普勒频率,所述后向回波信号的频率确认为 负多普勒频率; 在多普勒域通过带通滤波器将所述前向回波信号及后向回波信号分离; 对分离后的前向回波信号及后向回波信号分别进行脉冲压缩并成像。 上述方案中,所述SAR的系统参数包括测绘带宽、几何分辨率、方位向分辨率、 AASR、RASR、NESZ、前向斜视角及后向斜视角。 上述方案中,所述配置模块具体用于: 根据所述方位向分辨率确定多普勒带宽,根据所述几何分辨率确定与方位向天线 长度相关的发射带宽,以及根据前向斜视角及后向斜视角确定T/R组件个数; 根据所述发射带宽、T/R组件个数、前向斜视角及后向斜视角配置第一发射天线方 向图、第二发射天线方向图、接收天线方向图; 根据所述多普勒带宽、第一发射天线方向图、第二发射天线方向图、接收天线方向 图计算出前向AASRf或后向AASR b ; 根据前向AASRf或后向AASRb、RASR及测绘带宽选取脉冲重复频率; 在脉冲重复频率选取完成后,根据NESZ选取天线的平均发射功率; 根据选取的脉冲重复频率、平均发射功率配置第一子脉冲信号及第二子脉冲信 号。 上述方案中,所述预设的时间间隔大于等于所述第一发射天线方向图转换为所述 第二发射天线方向图所需的相位转换时间。 本专利技术实施例所提供的SAR成像方法及设备,根据所述SAR的系统参数配置发射 天线方向图、接收天线方向图、第一子脉冲信号及第二子脉冲信号;其中,所述发射天线方 向图包括第一发射天线方向图及第二发射天线方向图,所述第一发射天线方向图通过调整 相位参数转换为所述第二发射天线方向图;根据第一发射天线方向图发射第一子脉冲信号 照射目标的前向区域,并在预设的时间间隔之后,根据第二发射天线方向图发射第二子脉 冲信号照射目标的后向区域;根据接收天线方向图同时接收前向回波信号及后向回波信 号,并将所述前向回波信号及后向回波信号分离后分别成像;如此,相对于现有双波束SAR 的成像方法,本专利技术实施例在对接收的前向回波信号及后向回波信号进行频谱分离时,具 有更好的频谱分离度,从而能够得到更好的成像效果。 【附图说明】 图1为本专利技术实施例SAR成像方法流程示意图; 图2a为本专利技术实施例第一发射方向图及第二发射方向图的示意图; 图2b为本专利技术实施例接收方向图的示意图; 图3为本专利技术实施例与现有双波束SAR的AASR与PRF关系示意图; 图4为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成孔径雷达SAR成像方法,其特征在于,根据所述SAR的系统参数配置发射天线方向图、接收天线方向图、第一子脉冲信号及第二子脉冲信号;其中,所述发射天线方向图包括第一发射天线方向图及第二发射天线方向图,所述第一发射天线方向图通过调整相位参数转换为所述第二发射天线方向图;所述方法还包括:根据第一发射天线方向图发射第一子脉冲信号照射目标的前向区域,并在预设的时间间隔之后,根据第二发射天线方向图发射第二子脉冲信号照射目标的后向区域;根据接收天线方向图同时接收前向回波信号及后向回波信号,并将所述前向回波信号及后向回波信号分离后分别成像。

【技术特征摘要】
1. 一种合成孔径雷达SAR成像方法,其特征在于,根据所述SAR的系统参数配置发射天 线方向图、接收天线方向图、第一子脉冲信号及第二子脉冲信号;其中,所述发射天线方向 图包括第一发射天线方向图及第二发射天线方向图,所述第一发射天线方向图通过调整相 位参数转换为所述第二发射天线方向图;所述方法还包括: 根据第一发射天线方向图发射第一子脉冲信号照射目标的前向区域,并在预设的时间 间隔之后,根据第二发射天线方向图发射第二子脉冲信号照射目标的后向区域; 根据接收天线方向图同时接收前向回波信号及后向回波信号,并将所述前向回波信号 及后向回波信号分离后分别成像。2. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将所述前向回波信号及后向回波信 号分离后分别成像,包括: 所述前向回波信号的频率确认为正多普勒频率,所述后向回波信号的频率确认为负多 普勒频率; 在多普勒域通过带通滤波器将所述前向回波信号及后向回波信号分离; 对分离后的前向回波信号及后向回波信号分别进行脉冲压缩并成像。3. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述SAR的系统参数包括测绘带宽、几何 分辨率、方位向分辨率、方位模糊比AASR、距离模糊比RASR、等效后向散射系数NESZ、前向 斜视角及后向斜视角。4. 根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述SAR的系统参数配置发射天 线方向图、接收天线方向图、第一子脉冲信号及第二子脉冲信号,包括: 根据所述方位向分辨率确定多普勒带宽,根据所述几何分辨率确定与方位向天线长度 相关的发射带宽,以及根据前向斜视角及后向斜视角确定T/R组件个数; 根据所述发射带宽、T/R组件个数、前向斜视角及后向斜视角配置第一发射天线方向 图、第二发射天线方向图、接收天线方向图; 根据所述多普勒带宽、第一发射天线方向图、第二发射天线方向图、接收天线方向图计 算出前向AASRf或后向AASRb ; 根据前向AASRf或后向AASRb、RASR及测绘带宽选取脉冲重复频率; 在脉冲重复频率选取完成后,根据NESZ选取天线的平均发射功率; 根据选取的脉冲重复频率、平均发射功率配置第一子脉冲信号及第二子脉冲信号。5. 根据权利要求1至3任一项所述的方法,其特征在于,所述预设的时间间隔大于等于 所述第一发射天线方向图转换为所述第二发射天线...

【专利技术属性】
技术研发人员:蒋海宋红军徐伟王伟郭磊罗绣莲
申请(专利权)人:中国科学院电子学研究所
类型:发明
国别省市:北京;11

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