一种多子带并发的MIMO-SAR雷达成像方法技术

本发明专利技术公开了一种多子带并发的MIMO‑SAR雷达成像方法，其主要思路为：确定多子带并发的MIMO‑SAR雷达对地观测录取回波的几何模型，依次计算MIMO‑SAR雷达接收的第k个子带的基频信号和距离匹配滤波后MIMO‑SAR雷达接收的第k个子带的基频信号，并计算MIMO‑SAR雷达第k'个子带的有效频谱带宽，进而计算MIMO‑SAR雷达N个有效频谱带宽合成后的大带宽信号S，对S进行频谱幅度校正，得到频谱幅度校正后MIMO‑SAR雷达N个有效频谱带宽合成后的大带宽信号S'；对S'依次进行距离向IFFT和使用距离徙动算法进行成像，得到多子带并发的MIMO‑SAR雷达成像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于雷达信号处理
，特别涉及一种多子带并发的MIMO-SAR雷达成像方法，即一种多子带并发的多输入多输出-合成孔径雷达(Multiple-InputMultiple-Output-SAR)成像方法，适用于频带合成的多发多收MIMO-SAR雷达成像，以及大场景下MIMO-SAR雷达的高分辨成像处理。
技术介绍
近年来，随着SAR雷达技术的不断发展和硬件性能的不断提升，民用以及军事领域对星载以及机载SAR雷达成像分辨率的指标要求也越来越高；考虑到数模采样速率(A/D采样率)的影响，以及国内1GHz带宽信号已经很成熟，SAR雷达单个子带发射信号得到的SAR雷达成像也将近达到0.15米的分辨率；因此在不增加SAR雷达设计成本的基础上，SAR雷达发射若干个不同载频的子带MIMO-SAR雷达信号，并对接收到的多子带MIMO-SAR雷达回波通过数字信号处理技术进行各个子带信号带宽合成，以此获得更高的带宽，即利用步进调频信号合成大宽带信号，从而实现高分辨成像；其中，多子带MIMO-SAR雷达信号其实是由一组载频递增(递减)、且具有确定带宽的子脉冲组成，进而带宽合成方法能够获得等价的大带宽信号。由于其实现简单，并且对发射机、接收机的瞬间带宽要求较低，大大降低了MIMO-SAR雷达的设计成本，因而被广泛应用于高分辨雷达成像中。在理想情况下，MIMO-SAR雷达各子带信号仅仅中心频率不同，此时采用典型的子带拼接法得到全频带MIMO-SAR雷达成像，经过子带合成后，等效得到一个调频率不变、脉冲宽度增加的发射信号，由于等效脉宽增长，因此，拼接后的信号具有更大的频带宽度。然而在实际MIMO-SAR雷达实验中，由于MIMO-SAR雷达硬件等不可避免地存在各种误差，以及挂飞实验运动误差的影响，导致MIMO-SAR雷达接收端接收各子带信号的幅相等方面不一致，从而影响MIMO-SAR雷达成像质量。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提出一种多子带并发的MIMO-SAR雷达成像方法，该种多子带并发的MIMO-SAR雷达成像方法是一种能够实现全带宽合成的高分辨MIMO-SAR雷达成像方法，基于此方法能够得到高分辨成像，便于后期目标检测和识别处理。为达到上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案予以实现。一种多子带并发的MIMO-SAR雷达成像方法，包括以下步骤：步骤1，确定多子带并发的MIMO-SAR雷达对地观测录取回波的几何模型，在所述几何模型中，多子带并发的MIMO-SAR雷达同时发射N个中心频率不同的子带线性调频脉冲信号，每个子带线性调频脉冲信号的带宽为B0，每个子带线性调频脉冲信号的脉冲长度为T0；多子带并发的MIMO-SAR雷达包含N个子带，其中相邻子带间频率间隔为fstep，N为大于0的奇数；步骤2，初始化：k∈{1,2,...,N-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多子带并发的MIMO‑SAR雷达成像方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，确定多子带并发的MIMO‑SAR雷达对地观测录取回波的几何模型，在所述几何模型中，多子带并发的MIMO‑SAR雷达同时发射N个中心频率不同的子带线性调频脉冲信号，每个子带线性调频脉冲信号的带宽为B0，每个子带线性调频脉冲信号的脉冲长度为T0；多子带并发的MIMO‑SAR雷达包含N个子带，其中相邻子带间频率间隔为fstep，N为大于0的奇数；步骤2，初始化：k∈{1,2,...,N‑1}，k表示MIMO‑SAR雷达第k个子带；k'∈{1,2,...,N‑1}，k'表示第k'迭代，k'也表示MIMO‑SAR雷达第k'个子带，N表示MIMO‑SAR雷达包含的子带个数；步骤3，依次计算MIMO‑SAR雷达发射的第k个子带线性调频脉冲信号的中心频率fc(k)和MIMO‑SAR雷达发射的第k个子带线性调频脉冲信号so(t,k)，然后根据MIMO‑SAR雷达发射的第k个子带线性调频脉冲信号的中心频率fc(k)，计算得到MIMO‑SAR雷达第k个子带的相参本振信号sref，并根据MIMO‑SAR雷达发射的第k个子带线性调频脉冲信号so(t,k)，计算得到MIMO‑SAR雷达接收的第k个子带的基频信号其中，t表示方位采样时刻；步骤4，对MIMO‑SAR雷达接收的第k个子带的基频信号依次进行距离频域变换和距离匹配滤波，得到距离匹配滤波后MIMO‑SAR雷达接收的第k个子带的基频信号S2(fr,k)；fr表示距离向频率；步骤5，分别将MIMO‑SAR雷达第k个子带的理想距离匹配滤波信号记为Sref(fr,k)，将MIMO‑SAR雷达第k个子带的实测内定标信号记为Sd(fr,k)，然后计算得到MIMO‑SAR雷达第k个子带的脉压相位校正补偿因子φ(k)，进而计算得到MIMO‑SAR雷达第k个子带的距离脉压相位校正信号S3(fr,k)；步骤6，根据MIMO‑SAR雷达第k个子带的距离脉压相位校正信号S3(fr,k)，计算得到时间延迟校正后MIMO‑SAR雷达第k个子带的距离脉压相位校正信号s4(fr,k)，并将时间延迟校正后MIMO‑SAR雷达第k+1个子带的距离脉压相位校正信号记为s4(fr,k+1)，计算得到第k'次迭代后MIMO‑SAR雷达第k个子带和第k+1个子带之间的相位误差角度theta(k'+1)，进而得到第k'次迭代后MIMO‑SAR雷达第k个子带和第k+1个子带之间的相位误差补偿信号s5(fr,k'+1)；步骤7，对第k'次迭代后MIMO‑SAR雷达第k个子带和第k+1个子带之间的相位误差补偿信号s5(fr,k'+1)进行频谱搬移，即将所述相位误差补偿信号s5(fr,k'+1)从低频端搬移到高频端，得到第k'次迭代后MIMO‑SAR雷达第k个子带的频谱和第k+1个子带的频谱，所述第k个子带的频谱的带宽为Bp，所述第k+1个子带的频谱的带宽为Bp，且第k'次迭代后MIMO‑SAR雷达第k个子带和第k+1个子带之间不重叠的频谱带宽为fstep，第k'次迭代后MIMO‑SAR雷达第k个子带和第k+1个子带之间的重叠频谱带宽为(Bp‑fstep)，并将所述第k'次迭代后MIMO‑SAR雷达第k个子带和第k+1个子带之间不重叠的频谱带宽fstep，作为MIMO‑SAR雷达第k'个子带的有效频谱带宽；fstep表示相邻子带间频率间隔；步骤8，分别令k和k'加1,重复步骤2到步骤7，直到得到MIMO‑SAR雷达第N‑1个子带的有效频谱带宽；MIMO‑SAR雷达第N个子带的有效频谱带宽为Bp；然后将此时得到的MIMO‑SAR雷达第1个子带的有效频谱带宽到MIMO‑SAR雷达第N‑1个子带的有效频谱带宽，以及MIMO‑SAR雷达第N个子带的有效频谱带宽进行合成，得到MIMO‑SAR雷达N个有效频谱带宽合成后的大带宽信号S；步骤9，对MIMO‑SAR雷达N个有效频谱带宽合成后的大带宽信号S进行频谱幅度校正，得到频谱幅度校正后MIMO‑SAR雷达N个有效频谱带宽合成后的大带宽信号S'；步骤10，对所述频谱幅度校正后MIMO‑SAR雷达N个有效频谱带宽合成后的大带宽信号S'进行距离向逆快速傅立叶变换，将所述频谱幅度校正后MIMO‑SAR雷达N个有效频谱带宽合成后的大带宽信号S'转换到距离时域，然后利用距离徙动算法进行成像，得到多子带并发的MIMO‑SAR雷达成像。...

【技术特征摘要】
1.一种多子带并发的MIMO-SAR雷达成像方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，确定多子带并发的MIMO-SAR雷达对地观测录取回波的几何模型，在所述几何模型中，多子带并发的MIMO-SAR雷达同时发射N个中心频率不同的子带线性调...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙光才，景国彬，邢孟道，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61