本发明专利技术属于雷达技术领域，特别涉及基于快慢时间联合处理的SAR地面多运动目标快速成像方法。包括发射线性调频信号并接收多运动目标的雷达回波信号；解调和脉冲压缩雷达回波信号并对处理后的回波信号进行距离时域的快速傅里叶变换；对变换后的运动目标回波信号进行二维联合处理：对信号进行方位时域的快速傅里叶变换，再对该快速傅里叶变换的结果进行距离频域的快速逆傅里叶变换，并对变换后的信号进行峰值检索操作并剔除伪峰，构造对应的距离频域和方位时域的方位参考函数；得到距离频域和方位频域上的聚焦信号；对各聚焦信号进行快速逆傅里叶变换得成像结果。本发法可用于对地面多运动目标的快速探测成像。运动目标的快速探测成像。运动目标的快速探测成像。
【技术实现步骤摘要】
基于快慢时间联合处理的SAR地面多运动目标快速成像方法
[0001]本专利技术属于雷达
，特别涉及基于快慢时间联合处理的SAR地面多运动目标快速成像方法，可用于对地面多运动目标的快速探测成像。
技术介绍
[0002]合成孔径雷达(SAR)由于能够全天时、全天候的对需要的场景进行观测成像，受到越来越多的关注。近些年来，SAR在环境监测、交通监控、海面监视和反恐等领域有着广泛的应用。但是在地面观测现场中会出现运动目标，并且相关领域对地面运动目标监视的需求在不断增长，因此地面运动目标成像(GMTIm)不仅成为了研究热点，而且成为了目前SAR应用的首要任务。然而，地面运动目标的未知运动(即距离向和方位向速度)将导致距离单元徙动(RM)和多普勒频率展宽(DFB)，导致地面运动目标成像严重散焦。其中，RM使运动目标能量沿距离时域散焦，而由地面运动目标的方位向速度引起的DFB将导致方位频域的散焦效应。因此，为了对地面运动目标进行成像，应有效解决RM(包括距离行走徙动RWM和距离弯曲徙动RCM)和DFB。
[0003]Keystone变换(KT)、二阶KT(SKT)、和多普勒KT(DKT)可以消除运动目标的RWM或RCM而无需搜索目标轨迹，但是这些方法(即KT、SKT和DKT)难以处理DFB的影响，并且存在多普勒模糊问题。
[0004]多维搜索方法可以获得聚焦较良好的结果，例如，Radon
‑
Fractional傅里叶变换、Extended Generalized Radon傅里叶变换和Radon
‑
Polynomial傅里叶变换以及mKT匹配滤波方法，但是，这些算法的计算成本非常巨大。为了降低计算量，几种一维搜索算法被用于聚焦成像，例如，Modified SOKT(MSOKT)，Improved Time Reversal
‑
Modified Radon Fourier Transform(ITRT
‑
MRFT)，Improved Axis Rotation
‑
Time Reversal Transform(ITRT
‑
MRFT)以及Modified Axis Rotation
‑
Lv
′
s Transform。然而，由于一维搜索步骤繁琐，这些方法仍然存在计算量大的问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术意在针对现有的聚焦成像效果稍好的方法计算量大的问题，提出一种基于快慢时间联合处理的SAR地面多运动目标快速成像方法，以减少处理步骤、降低计算量，提高算法对RM和DFB的处理效果，实现对地面多运动目标的快速成像。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的技术方案包括如下步骤：
[0007]步骤1、通过SAR发射线性调频信号，并接收多运动目标的雷达回波信号s
base，m
；
[0008]步骤2、解调和脉冲压缩雷达回波信号s
base，m
，并对处理后的回波信号进行距离时域的快速傅里叶变换；
[0009]步骤3、对快速傅里叶变换后的运动目标回波信号S
1，m
进行如下的二维联合处理：
[0010][0011]其中，f表示距离频率，t
n
表示方位慢时间，(
·
)
*
为取共轭操作，η表示常数延迟；
[0012]步骤4、对S
2，m
信号进行方位时域的快速傅里叶变换，再对该快速傅里叶变换的结果进行距离频域的快速逆傅里叶变换，并对变换后的信号进行峰值检索操作；
[0013]步骤5、识别并剔除检索到的峰值中的伪峰，记剩余峰值位置为目标峰值位置；
[0014]步骤6、根据目标峰值位置估计各目标峰值对应的一次相位系数和二次相位系数进而构造对应的距离频域和方位时域的方位参考函数H
2，w
；
[0015]步骤7、对S
1，m
信号和方位参考函数H
2，w
分别进行方位时域傅里叶变换，再将二者的变换结果相乘，得到距离频域和方位频域上的聚焦信号S
3，m，w
(f，f
n
)；
[0016]步骤8对各聚焦信号S
3，m，w
(f，f
n
)进行距离域和方位域的快速逆傅里叶变换，得到距离时域和方位时域上的成像结果s
4，m，w
(t，t
n
)。
[0017]进一步的，步骤5中对检索得到的各峰值进行如下的伪峰识别操作：
[0018](5a)提取所有峰值的位置w＝1
…
W，W是峰值个数；
[0019](5b)确定是否有并且i＝1
…
W，j＝1
…
W，k＝1
…
W，如果存在，则将和记为可能存在的伪峰；
[0020](5c)如存在可能的伪峰，则对各峰值位置构造相对应的判别函数如下：
[0021][0022]其中，表示峰值在距离时域的位置，表示峰值在方位频域的位置，f
c
表示雷达发射信号载频，λ表示发射信号波长，v表示SAR平台速度，c表示光速，R0表示场景中心斜矩；
[0023](5d)将上述判别函数分别和S
1，m
信号相乘，若结果中有清晰的峰值，则判别函数对应的峰值位置为目标峰值位置，若没有清晰的峰值便是需要剔除的伪峰。
[0024]进一步的，步骤6中，以如下方式估计各目标峰值对应的一次相位系数和二次相位系数
[0025][0026]进一步的，步骤6中，以如下方式构建方位参考函数H
2，w
：
[0027][0028]进一步的，步骤1中，线性调频信号的形式如下：
[0029][0030]其中，rect(
·
)表示矩形窗函数，t表示距离快时间，T
p
表示雷达发射信号脉冲宽度，exp表示以自然常数e为底的指数操作，j表示虚数单位符号，f
c
表示雷达发射信号载频，μ表示雷达发射信号调频率。
[0031]进一步的，步骤3中，常数延迟η的取值为T
a
表示相参积累时间。
[0032]进一步的，步骤2中，以如下方式得到解调后的运动目标回波信号s
r，m
：
[0033]s
r，m
＝s
base，m
exp(
‑
j2πf
c
t)。
[0034]进一步的，步骤2中，对解调后的运动目标回波信号s
r，m
进行脉冲压缩处理，得到脉冲压缩后的运动目标回波信号s
1，m
：
[0035][0036]其中，s
p，m
表示脉冲压缩的参考信号。
[0037]本专利技术与本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于快慢时间联合处理的SAR地面多运动目标快速成像方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，通过SAR发射线性调频信号，并接收多运动目标的雷达回波信号s
base,m
；步骤2，解调和脉冲压缩雷达回波信号s
base,m
，并对处理后的回波信号进行距离时域的快速傅里叶变换；步骤3，、对快速傅里叶变换后的运动目标回波信号S
1,m
进行如下的二维联合处理：其中，f表示距离频率，t
n
表示方位慢时间，(
·
)
*
为取共轭操作，η表示常数延迟；步骤4，对S
2,m
信号进行方位时域的快速傅里叶变换，再对该快速傅里叶变换的结果进行距离频域的快速逆傅里叶变换，并对变换后的信号进行峰值检索操作；步骤5，识别并剔除检索到的峰值中的伪峰，记剩余峰值位置为目标峰值位置；步骤6，根据目标峰值位置估计各目标峰值对应的一次相位系数和二次相位系数进而构造对应的距离频域和方位时域的方位参考函数H
2,w
；步骤7，对S
1,m
信号和方位参考函数H
2,w
分别进行方位时域傅里叶变换，再将二者的变换结果相乘，得到距离频域和方位频域上的聚焦信号S
3,m,w
(f,f
n
)；步骤8，对各聚焦信号S
3,m,w
(f,f
n
)进行距离域和方位域的快速逆傅里叶变换，得到距离时域和方位时域上的成像结果s
4,m,w
(t,t
n
)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5中对检索得到的各峰值进行如下的伪峰识别操作：(5a)提取所有峰值的位置W是峰值个数；(5b)确定是否有并且如果存在，则...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭晓衡，何早赟，万俊，朱皓宇，李东，陈展野，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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