适用于圆周合成孔径雷达的分辨率估计方法技术

本发明专利技术提出了一种适用于圆周合成孔径雷达的分辨率估计方法，首先确定并获取影响圆周合成孔径雷达CSAR分辨率的参数，包括圆周合成孔径雷达CSAR的载波波长λc、带宽比Br以及圆周合成孔径雷达天线相对于观测场景中心入射角θ；然后将获得参数代入分辨率估计式进行分辨率估计。本发明专利技术能有效地估计圆周合成孔径雷达的分辨率以及峰值旁瓣比，不仅减少了CSAR分辨率估计误差，还便于使用，有利于CSAR系统的参数设计。

【技术实现步骤摘要】
适用于圆周合成孔径雷达的分辨率估计方法
本专利技术属于合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar，SAR)成像领域，涉及一种适用于圆周合成孔径雷达(CircularSAR，CSAR)分辨率估计方法。
技术介绍
圆周合成孔径雷达CSAR是指雷达平台(或称雷达站)围绕观测场景做360°圆周或宽角度圆弧运动，并且波束始终指向目标场景进行观测成像的雷达系统。这种雷达系统具有获取目标散射信息丰富，高分辨率成像以及能实现三维成像等优点，近年来引起广泛关注。全方位的观测运动轨迹提高了CSAR分辨率的同时，也给分辨率估计带了新的问题与挑战。现有的CSAR分辨估计主要立足于点目标的频谱域，将CSAR圆环形的频谱近似成矩形谱后，进行的分辨率估计的推导。但是，这种矩形谱近似带来的误差必然会引起分辨率估计的不准确，且无法对评价图像质量中另外一个指标-峰值旁瓣比给出有效估计方法。因此如何解决适用于CSAR的分辨率评估方法正是一个亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提出了一种适用于圆周合成孔径雷达的分辨率估计方法，以方便CSAR系统设计。为实现上述技术目的，本专利技术采用的具体技术方案的流程图如图1所示，具体包括以下步骤：第一步，确定并获取影响圆周合成孔径雷达CSAR分辨率的参数，包括圆周合成孔径雷达CSAR的载波波长λc、带宽比Br以及圆周合成孔径雷达天线相对于观测场景中心入射角θ；已知圆周合成孔径雷达CSAR其发射信号的中心频率为fc，带宽为B，则其载波波长为λc＝c/fc其中c表示光速常量。圆周合成孔径雷达CSAR其带宽比为Br＝B/fc同时根据用户预先设计好的圆周合成孔径雷达天线运行轨迹(已知条件)可得，圆周合成孔径雷达天线相对于观测场景中心入射角为其中arctan(·)为反正切函数，H为雷达平台飞行高度以及r为圆周轨迹半径。第二步，将第一步得到的参数代入分辨率估计式进行分辨率估计；圆周合成孔径雷达CSAR其分辨率估计式为其中为拟合因子，可由下式得其中同时峰值旁瓣比可由下式计算其中本专利技术的有益效果如下：本专利技术不仅减少了CSAR分辨率估计误差，还便于使用，有利于CSAR系统的参数设计。附图说明图1为本专利技术的流程图；图2是点目标在不同带宽比下分辨率估计与测量结果对比；图3是点目标在不同带宽比下峰值旁瓣比估计与测量结果对比。具体实施方式为了使本专利技术的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1为本专利技术圆周合成孔径雷达分辨率估计方法流程示意图。如图1所示，整个流程包括两个处理步骤：第一步，得出影响CSAR分辨率的主要参数；第二步，将这些参数代入所提供的分辨率公式中，得出分辨率估计结果。下面通过仿真实验进行了验证，经理论分析和实验结果证明了本专利技术的有效性。在仿真实验中，本专利技术中的系统仿真参数如表1所示。成像场景设置及目标布置方式如下：成像场景大小为10×10(距离×方位，单位波长)，在观测场景内共设置了位于观测场景中心的1个点目标。采取最准确的成像算法——BP算法按照表1所示的仿真参数设置进行点目标成像，并测量点目标的-3dB宽度作为该点的分辨率。根据本专利技术提供的影响圆周合成孔径雷达CSAR分辨率的参数计算方法,可得载波波长观测场景中心入射角带宽比计算结果分别为1.67×10-9、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.3。表1图2是点目标在不同带宽比下的分辨率估计与测量结果对比。其中横坐标为带宽比，纵坐标为分辨率，分辨率归一化为以载波波长为单位。线段表示的为本方法所提分辨率估计结果；“*”表示实际分辨率测量结果；虚线段表示传统方法估计结果。由图2可见，在各个带宽比，本专利技术所提方法的分辨率估计结果与实际测量的结果相近，而传统方法(参考文献：[O.Ponce,P.P.-Iraola,M.Pinheiro,M.R.-Cassola,R.Scheiber,A.Reigber,andA.Moreira.Fullypolarimetrichigh-resolution3-DimagingwithcircularSARatL-band[J].IEEETrans.Geosci.RemoteSens.,vol.52,no.6,pp.3074-3090,Jun.2014.)的估计方法相较实际测量结果则存在较大的估计误差。图3是点目标在不同带宽比下的分辨率估计与测量结果对比。其中横坐标为带宽比，纵坐标为峰值旁瓣比，以dB为单位。线段表示的为本方法所提分辨率估计结果；“*”表示实际分辨率测量结果。由图3可见，在各个带宽比，所提方法的峰值旁瓣比估计结果与实际测量的结果相近。通过图2和图3的成像结果可知：本专利技术获得的分辨率估计结果与仿真测量结果相一致，能有效地估计圆周合成孔径雷达的分辨率以及峰值旁瓣比。综上所述，虽然本专利技术已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本专利技术，任何本领域普通技术人员，在不脱离本专利技术的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本专利技术的保护范围当视权利要求书界定的范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于圆周合成孔径雷达的分辨率估计方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，确定并获取影响圆周合成孔径雷达CSAR分辨率的参数，包括圆周合成孔径雷达CSAR的载波波长λc、带宽比Br以及圆周合成孔径雷达天线相对于观测场景中心入射角θ；第二步，将第一步得到的参数代入分辨率估计式进行分辨率估计。

【技术特征摘要】
1.一种适用于圆周合成孔径雷达的分辨率估计方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，确定并获取影响圆周合成孔径雷达CSAR分辨率的参数，包括圆周合成孔径雷达CSAR的载波波长λc、带宽比Br以及圆周合成孔径雷达天线相对于观测场景中心入射角θ；第二步，将第一步得到的参数代入分辨率估计式进行分辨率估计。2.根据权利要求1所述的适用于圆周合成孔径雷达的分辨率估计方法，其特征在于：第一步中，已知圆周合成孔径雷达CSAR其发射信号的中心频率为fc，带宽为B，则其载波波长为λc＝c/fc其中c表示光速常量；圆周合成孔径雷达CSAR其带宽比为Br＝B/fc同时根据设计的圆周合成孔径雷达天...

【专利技术属性】
技术研发人员：安道祥，陈乐平，范崇祎，黄晓涛，周智敏，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43