一种基于多通道探测的微动目标的反演定位系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于多通道探测的微动目标的反演定位系统，属于雷达目标检测技术领域，解决了现有技术中无法针对微动目标进行检测和定位的技术问题。该反演定位系统包括电连接的成像单元和目标定位单元；成像单元包括子孔径去载频并在快时间匹配滤波处理模块、补偿由于双通道天线存在的方位偏差导致的额外多普勒质心偏差模块和卷积处理模块；目标定位单元包括补偿模块和微动目标定位模块；本发明专利技术能够在SAR图像上提取出动目标，得出动目标的运动参数信息。动参数信息。动参数信息。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多通道探测的微动目标的反演定位系统


[0001]本专利技术属于雷达目标检测
，具体涉及一种基于多通道探测的微动目标的反演定位系统。

技术介绍

[0002]传统的SAR只适用于静止场景的目标探测与成像，然而，在实际侦察区域中，高价值目标常伴随着一些“特殊”的运动，如雷达天线的转动，舰船的颠簸和摆动等。这些部件的微动同样会产生多普勒效应，对雷达回波的相位会产生调制作用，造成多普勒调频率时变，信号频谱展宽，体现在成像中即为SAR图像中这些目标所在的位置出现鬼影目标或散焦。这类运动将导致目标回波的相位历史发生畸变，在SAR图像中表现为无法聚焦，从而导致现有技术中的探测方法无法对微动目标进行检测和定位。

技术实现思路

[0003]鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种基于多通道探测的微动目标的反演定位系统，用以解决现有的探测方法无法对微动目标进行检测和定位的问题。
[0004]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0005]本专利技术提供了一种基于多通道探测的微动目标的反演定位系统，包括电连接的成像单元和目标定位单元；
[0006]成像单元包括子孔径去载频并在快时间匹配滤波处理模块、补偿由于双通道天线存在的方位偏差导致的额外多普勒质心偏差模块和卷积处理模块；
[0007]目标定位单元包括补偿模块和微动目标定位模块。
[0008]进一步地，子孔径去载频并在快时间匹配滤波处理模块的数据输出端与补偿由于双通道天线存在的方位偏差导致的额外多普勒质心偏差模块连接，补偿由于双通道天线存在的方位偏差导致的额外多普勒质心偏差模块的数据输出端与卷积处理模块连接，卷积处理模块的数据输出端与补偿模块连接，补偿模块的数据输出端与微动目标定位模块连接。
[0009]进一步地，在子孔径去载频并在快时间匹配滤波处理模块中，子孔径去载频并在快时间匹配滤波处理，得到的回波信号为：
[0010][0011][0012]其中，分别代表中间孔径接收到的匀速转动型无源微动干扰回波的多普勒中心频率和调频率；λ为雷达发射信号波长；j为虚数；k为信号调频率；R0为雷达至目标的距离；r为目标旋转半径；r＜＜R
o
；ω为转速；为初始相位；
为对应位置历程；D
a
为双通道SAR系统两天线相位中心间距；V
a
为SAR载机沿X轴正方向的飞行速度；B为信号带宽；Tp为信号脉宽；c为光速；t
r
为快时间；t
a
为慢时间，J
m
(2kr)为第一类m 阶贝塞尔函数，m为阶数；θ(t
a
)为变换角。
[0013]进一步地，在补偿由于双通道天线存在的方位偏差导致的额外多普勒质心偏差模块中，补偿由于双通道天线存在的方位偏差导致的额外多普勒质心偏差，补偿函数为：
[0014][0015]其中，j为虚数；k为信号调频率；R0为雷达至目标的距离；t
a
为飞行时间；D
a
为双通道SAR系统两天线相位中心间距；V
a
为SAR载机沿 X轴正方向的飞行速度。
[0016]进一步地，在补偿由于双通道天线存在的方位偏差导致的额外多普勒质心偏差模块中，利用补偿函数C1(t
a
)直接乘以J
p1
以进行补偿，J
p2
不变，补偿后回波信号为：
[0017][0018][0019]其中，分别代表中间孔径接收到的匀速转动型无源微动干扰回波的多普勒中心频率和调频率；λ为雷达发射信号波长；j为虚数；k为信号调频率；R0为雷达至目标的距离；r为目标旋转半径；r＜＜R
o
；ω为转速；为初始相位；D
a
为双通道SAR系统两天线相位中心间距；V
a
为SAR载机沿X轴正方向的飞行速度；B为信号带宽；T
p
为信号脉宽；c为光速；t
r
为快时间；t
a
为慢时间，J
m
(2kr)为第一类m 阶贝塞尔函数，m为阶数；θ(t
a
)为变换角。
[0020]进一步地，在卷积处理模块中，使用方位向参考函数分别与J
p1
和J
p2
进行卷积处理，卷积处理后得到成像结果：
[0021][0022][0023]其中，A3(t
r
,t
a
)为附加调制项；θ(t
a
)为变换角；λ为雷达发射信号波长； j为虚数；k为信号调频率；R0为雷达至目标的距离；r为目标旋转半径； r＜＜R
o
；ω为转速；为初始相位；t
a
为飞行时间；D
a
为双通道SAR系统两天线相位中心间距；V
a
为SAR载机沿X轴正方向的飞行速度；B为信号带宽；Tp为信号脉宽；c为光速；tr为快时间；J
m
(2kr)为第一类m 阶贝塞尔函数，m为阶数；B
d
为回波信号的多普勒带宽，θ(t
a
)为变换角。
[0024]进一步地，在补偿模块中，利用补偿函数C
12
(t
a
)对两幅复图像进行插值和配准，补偿由于接收孔径方位位置偏差导致的相位误差，补偿函数C
12
(t
a
)为：
[0025][0026]其中，j为虚数单位，k为信号调频率；R0为雷达至目标的距离；t
a
为飞行时间；D
a
为双通道SAR系统两天线相位中心间距；V
a
为SAR载机沿X轴正方向的飞行速度。
[0027]进一步地，微动目标定位模块中，提取两幅图像的相位，通过设置一定的门限相位，对干涉相位进行检测，将静止目标对消，然后将对消结果进行取模，得到微动目标能量。
[0028]进一步地，微动目标定位模块中，将静止目标对消，对消后结果为：
[0029][0030]其中，j为虚数单位；k为信号调频率；R0为雷达至目标的距离；t
a
为飞行时间；D
a
为双通道SAR系统两天线相位中心间距；V
a
为SAR载机沿X轴正方向的飞行速度。
[0031]进一步地，微动目标定位模块中，将对消结果取模值，得到微动目标能量：
[0032][0033]其中，A3(t
r
,t
a
)为附加调制项；λ为雷达发射信号波长；k为信号调频率；R0为雷达至目标的距离；r为目标旋转半径；r＜＜R
o
；ω为转速；D
a
为双通道SAR系统两天线相位中心间距；V
a
为SAR载机沿X轴正方向的飞行速度；B为信号带宽；c为光速；t
r
为快时间；t
a
为慢时间，J<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多通道探测的微动目标的反演定位系统，其特征在于，包括电连接的成像单元和目标定位单元；所述成像单元包括子孔径去载频并在快时间匹配滤波处理模块、补偿由于双通道天线存在的方位偏差导致的额外多普勒质心偏差模块和卷积处理模块；所述目标定位单元包括补偿模块和微动目标定位模块。2.根据权利要求1所述的基于多通道探测的微动目标的反演定位系统，其特征在于，所述子孔径去载频并在快时间匹配滤波处理模块的数据输出端与所述补偿由于双通道天线存在的方位偏差导致的额外多普勒质心偏差模块连接，所述补偿由于双通道天线存在的方位偏差导致的额外多普勒质心偏差模块的数据输出端与所述卷积处理模块连接，所述卷积处理模块的数据输出端与所述补偿模块连接，所述补偿模块的数据输出端与所述微动目标定位模块连接。3.根据权利要求1所述的基于多通道探测的微动目标的反演定位系统，其特征在于，在所述子孔径去载频并在快时间匹配滤波处理模块中，所述子孔径去载频并在快时间匹配滤波处理，得到的回波信号为：波处理，得到的回波信号为：其中，分别代表中间孔径接收到的匀速转动型无源微动干扰回波的多普勒中心频率和调频率；λ为雷达发射信号波长；j为虚数；k为信号调频率；R0为雷达至目标的距离；r为目标旋转半径；r＜＜R
o
；ω为转速；为初始相位；D
a
为双通道SAR系统两天线相位中心间距；V
a
为SAR载机沿X轴正方向的飞行速度；B为信号带宽；Tp为信号脉宽；c为光速；t
r
为快时间；t
a
为慢时间，J
m
(2kr)为第一类m阶贝塞尔函数，m为阶数；B
d
为回波信号的多普勒带宽，θ(t
a
)为变换角。4.根据权利要求3所述的基于多通道探测的微动目标的反演定位系统，其特征在于，在所述补偿由于双通道天线存在的方位偏差导致的额外多普勒质心偏差模块中，补偿由于双通道天线存在的方位偏差导致的额外多普勒质心偏差，补偿函数为：其中，j为虚数；k为信号调频率；R0为雷达至目标的距离；t
a
为飞行时间；D
a
为双通道SAR系统两天线相位中心间距；V
a
为SAR载机沿X轴正方向的飞行速度。5.根据权利要求4所述的基于多通道探测的微动目标的反演定位系统，其特征在于，在所述补偿由于双通道天线存在的方位偏差导致的额外多普勒质心偏差模块中，利用补偿函数C1(t
a
)直接乘以所述J
p1
以进行补偿，J
p2
不变，补偿后回波信号为：
其中，分别代表中间孔径接收到的匀速转动型无源微动干扰回波的多普勒中心频率和调频率；λ为雷达发射信号波长；j为虚数；k为信号调频率；R0为雷达至目标的距离；r为目标旋转半径；r＜＜R
o
；ω为转速；为初始相位；D
a
为双通道SAR系统两天线相位中心间距；V
a
为SAR载机沿X轴正方向的飞行速度；B为信号带宽；Tp为信号脉宽；c为光速；t
r
为快时间；t
a
为慢时间，J
m
(2kr)为第一类m阶贝塞尔函数，m为阶数；θ(t
a
)为变换角。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：田依欣，雷登峰，唐倩，王义海，
申请(专利权)人：北京华航无线电测量研究所，
类型：发明
国别省市：