基于非均匀子脉冲编码的SAR-GMTI距离模糊抑制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于非均匀子脉冲编码的SAR

【技术实现步骤摘要】
基于非均匀子脉冲编码的SAR
‑
GMTI距离模糊抑制方法


[0001]本专利技术属于信号
，具体涉及一种基于非均匀子脉冲编码的SAR
‑
GMTI距离模糊抑制方法。

技术介绍

[0002]随着SAR(Synthetic Aperture Radar，合成孔径雷达)分辨能力的提高，测绘带宽度增加的需求日益迫切，HRWS(High
‑
Resolution and Wide Swath，高分宽幅)成为当下的研究热点之一。
[0003]SAR系统中，方位向要求以高PRF(Pulse Repetition Frequency
，
脉冲重复频率)进行采样，以保证大的多普勒带宽及高的方位分辨率；同时，距离向需要选择低PRF以保证测绘带内无距离模糊。由于最小天线面积的限制，测绘带宽度的增加是以牺牲方位分辨率为代价的，这两者间的矛盾使HRWS的优越性无法显现。随着测绘带宽度的增加，来自不同距离区域的目标将无法分离，导致距离模糊的产生，多个距离模糊区域的杂波混叠会对期望信号形成干扰，不利于实现后续的目标检测和成像。此外，不同距离模糊区域的动目标会出现散焦现象，导致信杂噪比显著下降，特别是慢速目标会被淹没在杂波中，影响地面动目标指示性能。因此，解决SAR中的距离模糊问题至关重要。
[0004]为了解决距离模糊问题，现有技术基于FDA
‑
MIMO(Frequency Diversity array Multiple
‑
>Input Multiple
‑
Output，频率分集阵
‑
多输入多输出)，通过调制发射通道间的频差、时延以及相位关系，使不同距离模糊目标存在时空耦合信息差异，并在此基础上提出了一系列处理方法。然而，MIMO系统的假设是传输理想正交波形，这在实际应用中难以实现。为了突破波形的限制，现有技术还提出了扩展方位相位编码波形，使模糊回波在发射空频域具有分离能力。然而，连续的俯仰波束切换又会消耗时间资源。
[0005]可见，上述方法仍无法对SAR
‑
GMTI中距离模糊抑制进行有效的处理，并且对发射波形、系统资源要求较高，适用范围不足。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于非均匀子脉冲编码的SAR
‑
GMTI距离模糊抑制方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0007]本专利技术提供一种基于非均匀子脉冲编码的SAR
‑
GMTI距离模糊抑制方法，包括：
[0008]利用接收阵列获取非均匀子脉冲编码合成孔径雷达NSPC
‑
SAR的多通道接收数据；
[0009]对所述多通道接收数据进行带通滤波和距离脉压处理以实现一次距离模糊抑制及子脉冲分离，得到回波一次处理结果；
[0010]利用数字波束形成技术对所述回波一次处理结果进行二次距离模糊抑制，得到无模糊回波；
[0011]对所述无模糊回波进行成像，并根据成像结果进行动目标检测，得到NSPC
‑
SAR地面动目标指示SAR
‑
GMTI。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0013]1、本专利技术提供的基于非均匀子脉冲编码的SAR
‑
GMTI距离模糊抑制方法，通过对多频子脉冲与空间发射阵元的联合编码，可使雷达波束在俯仰维实现非均匀指向的自动扫描。针对非均匀调制系数等参数的具体设计能够将波束导向期望方向，得到宽幅覆盖的成像区域。在接收端，利用带通滤波器与基于数据重构的数字波束形成(DBF)技术，实现对回波信号的分离和距离模糊抑制。该方法有效抑制了距离模糊，改善了动目标检测性能，提升了系统稳健性。
[0014]2、本专利技术提供的基于非均匀子脉冲编码的SAR
‑
GMTI距离模糊抑制方法，不需要发射波形满足正交性，利用距离频域资源，易于实现子脉冲的分离，能够有效增加成像幅宽，能够得到无模糊的成像结果，工程上便于实现，且对动目标检测结果较好，适用于未来多通道SAR
‑
GMTI系统。
[0015]以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0016]图1是本专利技术实施例提供的基于非均匀子脉冲编码的SAR
‑
GMTI距离模糊抑制方法的一种流程图；
[0017]图2是本专利技术实施例提供的第一距离模糊区域中的点目标位置示意图；
[0018]图3是本专利技术实施例提供的多通道接收数据在距离频域
‑
方位时域的结果示意图；
[0019]图4是本专利技术实施例提供的经过带通滤波后提取第一个子脉冲的结果示意图；
[0020]图5是现有技术中的距离脉压结果示意图；
[0021]图6是现有技术中直接对多通道接收数据进行成像的结果示意图；
[0022]图7是本专利技术实施例提供的第一个子脉冲进行距离脉压后取方位向切片的结果示意图；
[0023]图8是本专利技术实施例提供的第一个子脉冲进行二次距离模糊抑制后的结果示意图；
[0024]图9是本专利技术实施例提供的第一距离模糊区域的成像结果示意图；
[0025]图10是本专利技术实施例提供的第一距离模糊区域经过杂波抑制前后的结果示意图；
[0026]图11是现有技术中波束指向第二距离模糊区域的成像结果示意图；
[0027]图12是本专利技术实施例提供的第一距离模糊区域成像结果及动目标检测和重定位结果示意图；
[0028]图13是本专利技术实施例提供的第二距离模糊区域成像结果及动目标检测和重定位结果示意图；
[0029]图14是本专利技术实施例提供的第三距离模糊区域的成像结果及动目标检测和重定位结果示意图。
具体实施方式
[0030]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0031]图1是本专利技术实施例提供的基于非均匀子脉冲编码的SAR
‑
GMTI距离模糊抑制方法
的一种流程图。如图1所示，本专利技术实施例提供一种基于非均匀子脉冲编码的SAR
‑
GMTI距离模糊抑制方法，包括：
[0032]S1、利用接收阵列获取非均匀子脉冲编码合成孔径雷达NSPC
‑
SAR的多通道接收数据；
[0033]S2、对多通道接收数据进行带通滤波和距离脉压处理以实现一次距离模糊抑制及子脉冲分离，得到回波一次处理结果；
[0034]S3、利用数字波束形成技术对回波一次处理结果进行二次距离模糊抑制，得到无模糊回波；
[0035]S4、对无模糊回波进行成像，并根据成像结果进行动目标检测，得到NSPC
‑
SAR地面动目标指示SAR
‑
GMTI。
[0036]具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于非均匀子脉冲编码的SAR
‑
GMTI距离模糊抑制方法，其特征在于，包括：利用接收阵列获取非均匀子脉冲编码合成孔径雷达NSPC
‑
SAR的多通道接收数据；对所述多通道接收数据进行带通滤波和距离脉压处理以实现一次距离模糊抑制及子脉冲分离，得到回波一次处理结果；利用数字波束形成技术对所述回波一次处理结果进行二次距离模糊抑制，得到无模糊回波；对所述无模糊回波进行成像，并根据成像结果进行动目标检测，得到NSPC
‑
SAR地面动目标指示SAR
‑
GMTI。2.根据权利要求1所述的基于非均匀子脉冲编码的SAR
‑
GMTI距离模糊抑制方法，其特征在于，所述多通道接收数据为：其中，t表示快时间，t
k
表示方位慢时间，σ
t,i
表示第i个子脉冲中的动目标散射点系数，w
a
(
·
)表示方位窗函数，R0表示动目标到载机平台航迹的垂直距离，v
r
表示v
y
投影到斜距平面的动目标速度，v
y
为所述动目标垂直于载机平台航迹的速度，v
e
表示NSPC
‑
SAR与所述动目标之间的相对速度，x0表示所述动目标的初始方位坐标，v表示所述载机平台的速度，d表示任意相邻发射通道以及任意相邻接收通道的间距，c为光速，表示第m个发射通道与动目标间的瞬时斜距，m＝1,
…
,M，Tr表示发射，表示所述接收阵列中第q行、第n列接收通道与所述动目标间的瞬时斜距，q＝1,
…
,M，n＝1,
…
,N，Re表示接收，s
m,i
(
·
)表示第m个发射通道发射的第i个子脉冲，i＝1,
…
,P，表示第q行、第n列接收通道接收的第i个子脉冲中动目标tar的多通道接收数据。3.根据权利要求2所述的基于非均匀子脉冲编码的SAR
‑
GMTI距离模糊抑制...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺雄鹏，余悦，许京伟，廖桂生，朱圣棋，曾操，刘昆，黄海，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：