一种基于分数阶Fourier变换的SAR成像方法技术

本发明专利技术公开了一种基于分数阶Fourier变换的SAR(Synthetic Aperture Radar)成像方法FrFT‑RD，根据计算得到的距离向和方位向上最优阶数，在分数阶Fourier变换域完成FrFT‑RD方法的构建；具体为：运用分数阶Fourier变换分析获得SAR原始回波信号的距离向变换阶数；运用分数阶Fourier变换分析获得SAR原始回波信号的方位向变换阶数；调整时频旋转平面最优旋转角获得相应阶数；基于分数阶Fourier变换构建高分辨率SAR成像方法。本发明专利技术在合成孔径雷达成像中解决了传统距离多普勒方法成像性能低的问题，提高了SAR成像分辨率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于分数阶Fourier变换的SAR成像方法
本专利技术涉及合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar,SAR)成像方法，尤其涉及一种基于分数阶Fourier变换的SAR成像方法。
技术介绍
作为一种有效的空对地观测工具，SAR成像侦察能够提供远距离、全天时全天候条件下的探测活动，在民用和军事领域中扮演着举足轻重的角色。常见的SAR成像方法有距离多普勒(RangeDoppler，RD)方法、CS(ChirpScaling)方法、波数域(ωk)方法和谱分析(SpectraAnalysis，SPECAN)方法。RD方法由于具有易于实现、处理效率高的优点，已成为SAR成像处理中最直观、最经典的方法。该方法借助传统的快速Fourier变换(FastFourierTransform，FFT)完成距离向脉冲压缩(PulseCompression)处理、距离徙动校正(RangeCellMigrationCorrection，RCMC)和方位向脉冲压缩处理。目前RD方法虽然在许多模式的SAR尤其是正侧视SAR成像处理中仍然广为使用，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于分数阶Fourier变换的SAR成像方法，其特征在于：包括以下步骤：/n(1)运用分数阶Fourier变换分析获得SAR原始回波信号的距离向最优变换阶数；步骤(1)包括以下内容：/n(11)信号变换分析；/n(12)简化计算；/n(13)积分区间替换；/n(14)坐标系变换；/n(15)变量代换；/n(16)应用菲涅耳积分结论；/n(17)距离向阶数计算；/n(2)运用分数阶Fourier变换分析获得SAR原始回波信号的方位向变换阶数；具体为：/n对SAR方位向回波信号运用分数阶Fourier变换时阶数为/n

【技术特征摘要】
1.一种基于分数阶Fourier变换的SAR成像方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)运用分数阶Fourier变换分析获得SAR原始回波信号的距离向最优变换阶数；步骤(1)包括以下内容：
(11)信号变换分析；
(12)简化计算；
(13)积分区间替换；
(14)坐标系变换；
(15)变量代换；
(16)应用菲涅耳积分结论；
(17)距离向阶数计算；
(2)运用分数阶Fourier变换分析获得SAR原始回波信号的方位向变换阶数；具体为：
对SAR方位向回波信号运用分数阶Fourier变换时阶数为



式中：arctan(·)为反正切函数，κa为方位向调频率，Na为方位向抽样序列长度，Fa为方位向抽样频率；
(3)调整时频旋转平面最优旋转角获得相应阶数；
(4)基于分数阶Fourier变换构建高分辨率SAR成像方法。


2.根据权利要求1所述的基于分数阶Fourier变换的SAR成像方法，其特征在于：步骤(1)进行信号变换分析时，
对SAR距离向回波信号进行分数阶Fourier变换得



式中：Kα(u,x)为分数阶Fourier变换的核函数；α为旋转角度且μ为分数阶Fourier变换的阶数；τ为快时间变量；TP为脉冲宽度；fc为载波频率；κr为SAR回波信号的调频率；c为光速；rect(·)为矩形窗函数；R(t)为斜距，t为慢时间变量。


3.根据权利要求2所述的基于分数阶Fourier变换的SAR成像方法，其特征在于：对式(1)进行简化计算得式(2)，其中简化计算的条件为：fc＝0、

R(t)＝0；



式中：且α≠2nπ。


4.根据权利要求3所述的基于分数阶Fourier变换的SAR成像方法，其特征在于：进行积分区间替换时，将代入式(2)得



其中Δt＞Tp为距离向信号抽样时宽。


5.根据权利要求4所述的基于分数阶Fourier变换的SAR成像方法，其特征在于：进行坐标系变换时，引入坐标系(υ,η)替代原先的时频坐标系(τ,f)，其中υ＝τ...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振力，马如坡，王群，李馥娟，顾海艳，
申请(专利权)人：江苏警官学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32