一种抗干扰的SAR成像方法、系统、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种抗干扰的SAR成像方法、系统、装置及存储介质，方法包括：获取回波数据；回波数据为基于离散频率编码的随机步进波形，包括若干随机步进频脉冲，每个脉冲采用不同的Costas阵列进行离散频率编码调制；对回波数据进行场景中心去斜处理，得到去斜信号；对去斜信号进行距离

【技术实现步骤摘要】
一种抗干扰的SAR成像方法、系统、装置及存储介质


[0001]本专利技术涉及SAR成像
，尤其是一种抗干扰的SAR成像方法、系统、装置及存储介质。

技术介绍

[0002]合成孔径雷达(SAR)成像干扰会在特定区域形成虚假目标或遮蔽，从而妨碍准确的场景评估。欺骗干扰机拦截目标雷达脉冲，使用数字储频器(DRFM)将这些脉冲快速准确地修改为干扰信号，并将其重新发送给目标雷达。干扰信号在经过脉冲压缩或相干处理后获得一定的处理增益，其调制的虚假目标可以较低的发射功率来混淆目标雷达的信息获取。为了应对SAR的欺骗干扰技术，已有多种电子反对抗(ECCM)技术被研发出来用于抑制成像干扰。提高雷达信号的自由度是一种有效的方法。
[0003]波形分集增加了时域的自由度，它只要求多个波形之间具有良好的互相关特性。假设干扰信号不在当前脉冲重复间隔(PRI)内返回，良好的互相关则意味着干扰信号和后续回波是正交的。因此干扰信号的相干性被破坏，从而可以被抑制。现有技术存在，针对ECCM SAR提出了在线性调频(LFM)波形上进行随机相位调制和调频率扰动，以及具有随机子带组成的OFDM(0rthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用技术)编码波形在欺骗干扰场景中的优势。OFDM可以实现比LFM扰动更好的正交性，但需要对峰均功率比(PAPR)进行特殊处理；还有在信号相位分布上进行部分随机扰动的相位扰动LFM(线性调频)，该方案解决了大部分波形分集导致的多普勒性能下降问题，但更易受到频移干扰的影响。然而，当受到ISRJ(间歇采样干扰)时，所有的脉间分集都是无效的，因为通常ISRJ干扰机工作在当前雷达脉冲周期内。鉴于此，现有技术仍然存在无法抗ISRJ的脉冲周期内干扰的问题，因此，如何在抗干扰性能和成像质量之间做出合理的折衷是一个亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例提供一种抗干扰的SAR成像方法、系统、装置及存储介质，能够在保持SAR成像质量的情况下，有效实现SAR成像抗干扰。
[0005]一方面，本专利技术的实施例提供了一种抗干扰的SAR成像方法，包括：
[0006]获取回波数据；回波数据为基于离散频率编码的随机步进波形，包括若干随机步进频脉冲，每个脉冲采用不同的Costas阵列进行离散频率编码调制；
[0007]对回波数据进行场景中心去斜处理，得到去斜信号；场景中心去斜处理包括脉冲傅里叶变换和频域匹配滤波：
[0008]对去斜信号进行距离
‑
角度解耦处理，得到解耦信号；距离
‑
角度解耦处理包括慢时间重采样；
[0009]对解耦信号进行距离聚焦处理，得到聚焦信号；距离聚焦处理包括多普勒校正、频域重排和频域逆傅里叶运算；
[0010]对聚焦信号进行角度聚焦处理，得到SAR聚焦图像；角度聚焦处理包括慢时间逆傅里叶运算、相位补偿、角度波数插值和慢时间傅里叶运算。
[0011]可选地，对回波数据进行场景中心去斜处理，得到去斜信号，包括：
[0012]通过对基于离散频率编码的随机步进波形的描述，基于包含有预设数量连续子脉冲的脉冲，以及基于预设规则确定的预设阶数的Costas数组集，确定信号模型；
[0013]基于信号模型，通过对接收到的回波脉冲和对应的匹配滤波器进行傅里叶变换，完成脉冲傅里叶变换和频域匹配滤波，得到去斜信号。
[0014]可选地，对去斜信号进行距离
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角度解耦处理，得到解耦信号，包括：
[0015]基于去斜信号，应用keystone重采样，通过慢时间插值对距离徙动进行校正，完成慢时间重采样，得到解耦信号。
[0016]可选地，对解耦信号进行距离聚焦处理，得到聚焦信号，包括：
[0017]通过提取解耦信号的目标采样点，得到若干二维矩阵；
[0018]基于若干二维矩阵，通过波形慢时间上的离散傅里叶变换进行基于粗多普勒列的目标压缩：
[0019]根据粗多普勒的引入相位，结合校正矩阵，对若干二维矩阵进行多普勒校正；
[0020]对完成多普勒校正后的二维矩阵，根据粗多普勒列的脉冲调制频率进行信号频谱的重新排列和串联，完成频域重排，得到目标多普勒列信号；
[0021]基于目标多普勒列信号，通过频域逆傅里叶运算进行距离压缩，得到聚焦信号。
[0022]可选地，根据粗多普勒的引入相位，结合校正矩阵，对若干二维矩阵进行多普勒校正，包括：
[0023]由粗多普勒在全网格上引入的角度相关相位与校正矩阵进行逐元素相乘，完成对若干二维矩阵的多普勒校正；
[0024]其中，校正矩阵的表达式为：
[0025][0026]其中，表示校正矩阵，e表示自然常数，j表示虚数单位，n表示第n个脉冲，l表示第l个波形，NL和N
×
L表示每个二维矩阵的大小，C
N
×
L
表示由N
×
L维的矩阵组成的集合。
[0027]可选地，对聚焦信号进行角度聚焦处理，得到SAR聚焦图像，包括：
[0028]基于聚焦信号，通过逆傅里叶运算恢复慢时间信息，完成慢时间逆傅里叶运算，得到恢复信号；
[0029]基于恢复信号，通过相位补偿和角度波数插值进行基于基于离散频率编码的随机步进波形中心时刻历史斜距的距离聚焦，得到补偿信号；
[0030]基于补偿信号，通过慢时间傅里叶运算进行角度压缩，得到SAR聚焦图像。
[0031]可选地，基于聚焦信号，通过逆傅里叶运算恢复慢时间信息，完成慢时间逆傅里叶运算，得到恢复信号，包括：
[0032]通过逆傅里叶运算恢复聚焦信号的慢时间信息，在极坐标维度上实现精确聚焦，完成慢时间逆傅里叶运算，得到恢复信号；其中，恢复信号包含了基于波形慢时间的历史距离差异。
[0033]另一方面，本专利技术的实施例提供了一种抗干扰的SAR成像系统，包括：
[0034]第一模块，用于获取回波数据；回波数据为基于离散频率编码的随机步进波形，包括若干随机步进频脉冲，每个脉冲采用不同的Costas阵列进行离散频率编码调制；
[0035]第二模块，用于对回波数据进行场景中心去斜处理，得到去斜信号；场景中心去斜处理包括脉冲傅里叶变换和频域匹配滤波；
[0036]第三模块，用于对去斜信号进行距离
‑
角度解耦处理，得到解耦信号；距离
‑
角度解耦处理包括慢时间重采样；
[0037]第四模块，用于对解耦信号进行距离聚焦处理，得到聚焦信号；距离聚焦处理包括多普勒校正、频域重排和频域逆傅里叶运算；
[0038]第五模块，用于对聚焦信号进行角度聚焦处理，得到SAR聚焦图像；角度聚焦处理包括慢时间逆傅里叶运算、相位补偿、角度波数插值和慢时间傅里叶运算。
[0039]另一方面，本专利技术的实施例提供了一种抗干扰的SAR成像装置，包括处理器以及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗干扰的SAR成像方法，其特征在于，包括：获取回波数据；所述回波数据为基于离散频率编码的随机步进波形，包括若干随机步进频脉冲，每个脉冲采用不同的Costas阵列进行离散频率编码调制；对所述回波数据进行场景中心去斜处理，得到去斜信号；所述场景中心去斜处理包括脉冲傅里叶变换和频域匹配滤波；对所述去斜信号进行距离
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角度解耦处理，得到解耦信号；所述距离
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角度解耦处理包括慢时间重采样；对所述解耦信号进行距离聚焦处理，得到聚焦信号；所述距离聚焦处理包括多普勒校正、频域重排和频域逆傅里叶运算；对所述聚焦信号进行角度聚焦处理，得到SAR聚焦图像；所述角度聚焦处理包括慢时间逆傅里叶运算、相位补偿、角度波数插值和慢时间傅里叶运算。2.根据权利要求1所述的一种抗干扰的SAR成像方法，其特征在于，所述对所述回波数据进行场景中心去斜处理，得到去斜信号，包括：通过对所述基于离散频率编码的随机步进波形的描述，基于包含有预设数量连续子脉冲的脉冲，以及基于预设规则确定的预设阶数的Costas数组集，确定信号模型；基于所述信号模型，通过对接收到的回波脉冲和对应的匹配滤波器进行傅里叶变换，完成脉冲傅里叶变换和频域匹配滤波，得到去斜信号。3.根据权利要求1所述的一种抗干扰的SAR成像方法，其特征在于，所述对所述去斜信号进行距离
‑
角度解耦处理，得到解耦信号，包括：基于所述去斜信号，应用keystone重采样，通过慢时间插值对距离徙动进行校正，完成慢时间重采样，得到解耦信号。4.根据权利要求1所述的一种抗干扰的SAR成像方法，其特征在于，所述对所述解耦信号进行距离聚焦处理，得到聚焦信号，包括：通过提取所述解耦信号的目标采样点，得到若干二维矩阵；基于若干所述二维矩阵，通过波形慢时间上的离散傅里叶变换进行基于粗多普勒列的目标压缩；根据粗多普勒的引入相位，结合校正矩阵，对若干所述二维矩阵进行多普勒校正；对完成所述多普勒校正后的二维矩阵，根据所述粗多普勒列的脉冲调制频率进行信号频谱的重新排列和串联，完成频域重排，得到目标多普勒列信号；基于所述目标多普勒列信号，通过频域逆傅里叶运算进行距离压缩，得到聚焦信号。5.根据权利要求4所述的一种抗干扰的SAR成像方法，其特征在于，所述根据粗多普勒的引入相位，结合校正矩阵，对若干所述二维矩阵进行多普勒校正，包括：由粗多普勒在全网格上引入的角度相关相位与校正矩阵进行逐元素相乘，完成对若干所述二维...

【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，戴淦锷，吴建新，谢鹏飞，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：