一种基于最优方位模糊的双波束SAR的PRF选择方法及系统技术方案

技术编号:17836135 阅读:74 留言:0更新日期:2018-05-03 18:20
本发明专利技术公开了一种基于最优方位模糊的双波束SAR的PRF选择方法及系统,能够通过理论推导和仿真分析得到适合的方位向双波束合成孔径雷达(SAR)方位模糊度计算方法;通过计算不同脉冲重复频率(PRF)下系统的方位模糊度,按照最优方位模糊度选取原则,获得系统PRF最优参数;通过仿真试验验证了本方法的可行性与正确性。本方法能够有效获取方位向双波束SAR系统设计中关键参数PRF的最优结果,是完成方位向双波束SAR系统设计的关键步骤,本发明专利技术通过计算方位向双波束SAR系统方位模糊度,再基于最优方位模糊原则,可以有效获得系统PRF最优参数。

PRF selection method and system based on optimal azimuth ambiguity for dual beam SAR

The invention discloses a PRF selection method and system based on the optimal azimuth fuzzy double beam SAR. It can obtain the suitable azimuth ambiguity calculation method of azimuth dual beam synthetic aperture radar (SAR) by theoretical deduction and simulation analysis. By calculating the azimuth degree of the system under different pulse repetition rate (PRF), the best method can be obtained. The principle of optimal azimuth ambiguity selection is used to obtain the PRF optimal parameters of the system. The feasibility and correctness of the method are verified by simulation experiments. This method can effectively obtain the optimal result of the key parameter PRF in the azimuth dual beam SAR system design. It is the key step for the design of the azimuth dual beam SAR system. By calculating the azimuth ambiguity of azimuth to double beam SAR system and the optimal azimuth fuzzy principle, the optimal parameters of the system PRF can be effectively obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种基于最优方位模糊的双波束SAR的PRF选择方法及系统
本专利技术涉及一种基于最优方位模糊的双波束SAR的PRF选择方法及系统,属于微波遥感成像

技术介绍
方位向双波束合成孔径雷达(SAR)能够对目标进行多次重访,具备多角度观测、动目标检测等应用模式,是未来SAR系统的发展方向之一。方位向双波束SAR系统主要存在的技术问题是:方位向双波束SAR在系统设计时,系统关键参数脉冲重复频率(PRF)的最优值很难确定,需要多次迭代进行设计,设计时间及设计成本较高。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题为:有鉴于此,克服现有技术不足,提供一种基于最优方位模糊的双波束SAR的PRF选择方法及系统,通过计算方位向双波束SAR系统方位模糊度,再基于最优方位模糊原则,可以有效获得系统PRF最优参数。本专利技术解决的技术方案为:一种基于最优方位模糊的双波束SAR的PRF选择方法,步骤如下:(1)根据方位向双波束SAR天线方向图,得到方位模糊在多普勒域出现位置,根据方位模糊在多普勒域出现位置,得到方位向双波束SAR的方位模糊度;(2)根据步骤(1)的方位向双波束SAR的方位模糊度,再根据采样定理以及频谱折叠特性,制定最优的PRF选择方法,得到最优的PRF,使双波束中的一个波束的方位模糊在多普勒域出现位置避开另一个波束。还包括步骤(3)如下:(3)通过方位向双波束SAR仿真试验,验证步骤(2)的PRF选择方法的正确性。根据方位模糊在多普勒域出现位置,得到方位向双波束SAR的方位模糊度AASR,步骤如下:式中,Ba为多普勒带宽,Boff为多普勒中心频率,G为天线方向图,PRF为脉冲重复频率,f为多普勒频率,i为非0整数。步骤(2)根据步骤(1)的方位向双波束SAR的方位模糊度,再根据采样定理以及频谱折叠特性,制定最优的PRF选择方法,得到最优的PRF,使双波束中的一个波束的方位模糊在多普勒域出现位置避开另一个波束,步骤如下:(2.1)根据方位向双波束SAR的方位模糊度,确定两个波束的中心频率差fc;(2.2)当最优脉冲重复频率PRF选为前后向中心频率差2·fc的1/(n+0.5)时,n为正整数,得到PRF,可以使另一波束中心距离主波束最远,带来最小的混叠,如下式:fc为前后向中心频率差步骤(2)建立方位向双波束星载SAR,通过仿真计算得到最优PRF,跟步骤(2)计算得到的最优PRF相比较,若仿真计算得到最优PRF与步骤(2)计算得到的最优PRF相差一定范围内,则判定步骤(2)选择的最优的PRF选择方法计算得到最优的PRF是正确的,否则,判定步骤(2)选择的最优的PRF选择方法不正确。一定范围为10Hz以内。本专利技术一种基于最优方位模糊的双波束SAR的PRF选择系统,包括:确定模块、PRF选择模块;确定模块,根据方位向双波束SAR天线方向图,得到方位模糊在多普勒域出现位置,根据方位模糊在多普勒域出现位置,得到方位向双波束SAR的方位模糊度,送至PRF选择模块;PRF选择模块,根据从确定模块接收的接收方位向双波束SAR的方位模糊度,再根据采样定理以及频谱折叠特性,制定最优的PRF选择方法,得到最优的PRF,使双波束中的一个波束的方位模糊在多普勒域出现位置避开另一个波束。还包括验证模块,验证模块通过方位向双波束SAR仿真试验,验证PRF选择模块中的PRF选择方法的正确性。确定模块中根据方位模糊在多普勒域出现位置,得到方位向双波束SAR的方位模糊度AASR,公式如下:式中,Ba为多普勒带宽,Boff为多普勒中心频率,G为天线方向图,PRF为脉冲重复频率,f为多普勒频率,i为非0整数。PRF选择模块根据方位向双波束SAR的方位模糊度,再根据采样定理以及频谱折叠特性,制定最优的PRF选择方法,得到最优的PRF,使双波束中的一个波束的方位模糊在多普勒域出现位置避开另一个波束,具体如下:PRF选择模块根据方位向双波束SAR的方位模糊度,确定两个波束的中心频率差fc;当最优脉冲重复频率PRF选为前后向中心频率差2·fc的1/(n+0.5)时,n为正整数,得到PRF,可以使另一波束中心距离主波束最远,带来最小的混叠,如下式:fc为前后向中心频率差。本专利技术与现有技术相比的优点在于:(1)本专利技术推导了方位向双波束SAR的方位模糊计算方法,综合考虑了多普勒带宽,多普勒中心频率,天线方向图,脉冲重复频率,多普勒频率,提出了最优方位模糊度选取准则,使得最优方位模糊度选取更加准确,提高了精度。(2)本专利技术能够通过理论推导和仿真分析得到适合的方位向双波束合成孔径雷达(SAR)方位模糊度计算方法;通过计算不同脉冲重复频率(PRF)下系统的方位模糊度,按照最优方位模糊度选取原则,获得系统PRF最优参数;通过仿真试验验证了本方法的可行性与正确性。(3)本专利技术根据最优方位模糊度选取准则,给出了最优PRF选取方法,结合多方面因素从而准确确定最优PRF。(4)本专利技术给出了方位向双波束SAR最优PRF计算方法,根据采样定理以及频谱折叠特性,制定最优的PRF选择方法,在考虑方位向双波束SAR的方位模糊度的情况下能够计算得到最优PRF。(5)本专利技术给出了方位向双波束SAR最优PRF试验验证方法,能够准确确定最优PRF的正确性。附图说明图1为本专利技术的流程图;图2为本专利技术双波束SAR工作模式几何关系图;图3为本专利技术双波束SAR工作模式时序关系图;图4为本专利技术方位向双波束SAR多普勒频域示意图;图5为不同PRF下系统AASR曲线。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细描述。本专利技术公开了一种基于最优方位模糊的双波束SAR的PRF选择方法及系统,能够通过理论推导和仿真分析得到适合的方位向双波束合成孔径雷达(SAR)方位模糊度计算方法;通过计算不同脉冲重复频率(PRF)下系统的方位模糊度,按照最优方位模糊度选取原则,获得系统PRF最优参数;通过仿真试验验证了本方法的可行性与正确性。本方法能够有效获取方位向双波束SAR系统设计中关键参数PRF的最优结果,是完成方位向双波束SAR系统设计的关键步骤,本专利技术通过计算方位向双波束SAR系统方位模糊度,再基于最优方位模糊原则,可以有效获得系统PRF最优参数。本专利技术实现一种基于最优方位模糊的双波束SAR的PRF选择方法,如图1所示,该方法包括以下步骤:步骤101:计算方位向双波束SAR方位模糊度;具体的,附图2给出了方位向双波束SAR天线的几何关系图,方位向双波束SAR天线是通过天线产生前后两个对称波束(通常通过相控阵天线产生栅瓣,将第一栅瓣与主瓣调整对称),能够使同一个目标区域会被先后照射两次。当系统工作时,利用主瓣和第一栅瓣同时发射和接收脉冲,接收时两路信号混叠在一个接收窗中,如附图3所示,其中,Txn-1,Txn,Txn+1表示发射的第n-1、第n、第n+1个脉冲,tr表示接收时间。由于前向和后向波束的多普勒频率为一正一负,因此可以在多普勒频域采用带通滤波的方法将两路信号分离,进而分别成像。该模式由于存在两个波束,一个波束成像时另一个波束接收的信号相当于模糊杂波,因此系统的方位模糊度(AASR)计算方式与传统SAR不同,需要重新分析计算。方位模糊是由于合成孔径雷达方位向的脉冲采样工作体制引起的。SAR回波信号的方位多普勒本文档来自技高网...
一种基于最优方位模糊的双波束SAR的PRF选择方法及系统

【技术保护点】
一种基于最优方位模糊的双波束SAR的PRF选择方法,其特征在于步骤如下:(1)根据方位向双波束SAR天线方向图,得到方位模糊在多普勒域出现位置,根据方位模糊在多普勒域出现位置,得到方位向双波束SAR的方位模糊度;(2)根据步骤(1)的方位向双波束SAR的方位模糊度,再根据采样定理以及频谱折叠特性,制定最优的PRF选择方法,得到最优的PRF,使双波束中的一个波束的方位模糊在多普勒域出现位置避开另一个波束。

【技术特征摘要】
1.一种基于最优方位模糊的双波束SAR的PRF选择方法,其特征在于步骤如下:(1)根据方位向双波束SAR天线方向图,得到方位模糊在多普勒域出现位置,根据方位模糊在多普勒域出现位置,得到方位向双波束SAR的方位模糊度;(2)根据步骤(1)的方位向双波束SAR的方位模糊度,再根据采样定理以及频谱折叠特性,制定最优的PRF选择方法,得到最优的PRF,使双波束中的一个波束的方位模糊在多普勒域出现位置避开另一个波束。2.根据权利要求1所述的一种基于最优方位模糊的双波束SAR的PRF选择方法,其特征在于:还包括步骤(3)如下:(3)通过方位向双波束SAR仿真试验,验证步骤(2)的PRF选择方法的正确性。3.根据权利要求1所述的一种基于最优方位模糊的双波束SAR的PRF选择方法,其特征在于:根据方位模糊在多普勒域出现位置,得到方位向双波束SAR的方位模糊度AASR,公式如下:式中,Ba为多普勒带宽,Boff为多普勒中心频率,G为天线方向图,PRF为脉冲重复频率,f为多普勒频率,i为非0整数。4.根据权利要求1所述的一种基于最优方位模糊的双波束SAR的PRF选择方法,其特征在于:步骤(2)根据步骤(1)的方位向双波束SAR的方位模糊度,再根据采样定理以及频谱折叠特性,制定最优的PRF选择方法,得到最优的PRF,使双波束中的一个波束的方位模糊在多普勒域出现位置避开另一个波束,步骤如下:(2.1)根据方位向双波束SAR的方位模糊度,确定两个波束的中心频率差fc;(2.2)当最优脉冲重复频率PRF选为前后向中心频率差2·fc的1/(n+0.5)时,n为正整数,得到PRF,可以使另一波束中心距离主波束最远,带来最小的混叠,如下式:fc为前后向中心频率差。5.根据权利要求2所述的一种基于最优方位模糊的双波束SAR的PRF选择方法,其特征在于:步骤(3)通过方位向双波束SAR仿真试验,验证步骤(2)的PRF选择方法的正确性,步骤如下:建立方位向双波束星载SAR,通过仿真计算得到最优PRF,跟步骤(2)计算得到的最优PRF相比较,若仿真计算得到最优PRF与步骤(2)计算得到的最...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭磊党红杏刘昕王万林杨东闫伟
申请(专利权)人:西安空间无线电技术研究所
类型:发明
国别省市:陕西,61

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