基于空间脉冲相位编码的HRWS-SAR成像方法技术

本发明专利技术公开了一种基于空间脉冲相位编码的HRWS‑SAR成像方法，主要解决现有SAR成像距离模糊的问题。其技术方案为：配置MIMO‑SAR系统参数；对各发射通道发射的脉冲信号进行相位编码；对每个接收通道所接收到的回波数据进行匹配滤波；对每个接收通道输出的多路匹配滤波结果信号并行进行多次不同的解码；对每个接收通道对应得到的多组解码结果信号中每组内的多路信号进行发射加权求和；将所有接收通道最终分别对应得到多组发射加权结果信号中具有相同组序号的信号进行接收加权求和，并利用该加权求和结果信号分别对天线主波束所覆盖的多个距离区域进行成像。本发明专利技术占用空间资源少，系统复杂度低，可用于测绘、环境监视及土地规划。

Hrws-sar imaging method based on space pulse phase coding

【技术实现步骤摘要】
基于空间脉冲相位编码的HRWS-SAR成像方法
本专利技术属于雷达
，特别涉及一种高分辨率宽测绘带HRWS合成孔径雷达SAR成像的方法，可用于海陆监测、地表测绘、环境和灾害监视以及土地规划。
技术介绍
随着合成孔径雷达SAR技术的发展，现在许多SAR技术的应用都要求SAR图像不仅具有高分辨率，而且具有宽测绘带，例如海陆监测、地表测绘、环境和灾害监视以及土地规划。然而，对于传统的单通道SAR系统来说，在提升覆盖幅宽时，为了避免发生主瓣距离模糊，要求SAR系统具有低的脉冲重复频率PRF；而在获得高的方位分辨率时，为了避免发生严重地方位模糊，则要求SAR系统具有高的PRF，从而导致高方位分辨率和宽测绘带成为一对不可调和的矛盾。为了解决上述宽测绘带与高方位分辨率的矛盾，国内外研究者们已提出多种解决方案。G.Krieger等人在其发表的论文“MultidimensionalWaveformEncoding:ANewDigitalBeamformingTechniqueforSyntheticApertureRadarRemoteSensing”(IEEETransactionsonGeo本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于空间脉冲相位编码的HRWS‑SAR成像方法，其特征在于，包括：(1)设计编码相位

【技术特征摘要】
2018.10.19 CN 20181122182991.基于空间脉冲相位编码的HRWS-SAR成像方法，其特征在于，包括：(1)设计编码相位其中，b≡((k-1)modP)，1≤m≤M，M为发射通道的个数，tk为方位慢时间，k＞0，P为天线主波束覆盖的距离区域个数，u为阵列相位梯度因子，u≠0，(2)对每个发射通道所发射脉冲信号沿方位慢时间进行相位编码，即用编码相位φm(tk)对第m个发射通道发射的第k个脉冲信号进行相位编码，每个接收通道接收回波数据；(3)分别对每个接收通道所接收到的回波数据进行匹配滤波，得到每个接收通道输出的M路匹配滤波结果信号；(4)对每个接收通道输出的M路匹配滤波结果信号并行进行P次不同的解码，得到每个接收通道对应的P组M路解码结果信号；(5)对于每个接收通道对应的P组M路解码结果信号，将每组内的M路解码结果信号进行发射加权求和，得到每个接收通道最终对应的P组发射加权结果信号，即第n个接收通道最终对应得到P组发射加权结果信号0≤i≤P-1，1≤n≤N，N为接收通道的个数；(6)分别将具有相同组序号i的发射加权结果信号进行接收加权求和，得到P组接收加权结果信号zi；(7)利用的P组接收加权结果信号zi，通过成像算法分别对天线主波束所覆盖的P个距离区域进行成像，得到高分辨率宽测绘带的SAR图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(2)中用编码相位φm(tk)对第m个发射通道发射的第k个脉冲信号进行相位编码，是用exp(jφm(tk))乘以脉冲信号得到经过相位编码后的发射脉冲信号：其中，j为虚数符号，τ为距离快时间，f0为载波频率，rect(·)为距离窗函数，为发射信号波形，其满足：其中，(·)*表示共轭操作，τ0为快时间时刻。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(2)中每个接收通道接收回波数据，是在每个脉冲重复间隔PRI内，每个接收通道接收来自P个不同距离区域的回波信号之和，即在第k个脉冲重复间隔PRI内第n个接收通道接到的回波数据形式为：其中，0≤i≤P-1，1≤n≤N，N为接收通道的个数，tk为方位慢时间，τ为距离快时间，δi为第i+1个距离区域回波信号的复系数，j为虚数符号，f0为载波频率，ξm,n(tk)为与第m个发射通道和第n个接收通道对应的回波信号的时延，为经过时延调制后的发射信号波形，k0为当前发射脉冲序号k与第一距离区域回波信号对应的发射脉冲序号的差，为第m个发射通道发射的第k-k0-i个脉冲信号经第i+1个距离区域内散射点散射后的回波的编码相位。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(3)中分别对每个接收通道所接收到的回波数据进行匹配滤波，其实现如下：(3a)以发射信号波形为参考信号，对每个接收通道所接收到的回波数据并行进行M次匹配滤波，得到的第n个接收通道的第m路匹配滤波结果信号可以表示为：其中，0≤i≤P-1，1≤n≤N，N为接收通道的个数，tk为方位慢时间，τ为距离快时间，δi为第i+1个距离区域回波信号的复系数，j为虚数符号，f0为载波频率，ξm,n(tk)为与第m个发射通道和第n个接收通道对应的回波信号的时延，k0为当前发射脉冲序号k与第一距离区域回波信号对应的发射脉冲序号的差，为第m个发射通道发射的第k-k0-i个脉冲信号经第i+1个距离区域内散射点散射后的回波的编码相位，gm(τ-ξm,n(tk))为距离包络，其表达式为(·)*表示共轭操作；(3b)基于阵列窄带和远场假设，将第n个接收通道输出的M路匹配滤波结果信号写成向量表达式，其表示如下：其中，R(tk)为点目标到参考通道的参考斜距，d1为接收通道的间距，β为第一个发射通道与参考通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉洪，王寒冰，许京伟，廖桂生，朱圣棋，曾操，高卫峰，
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