本发明专利技术提供一种SAR成像方法、装置、设备、存储介质及程序产品，所述方法包括获取SAR回波数据，对SAR阵列信号进行距离走动校正，对SAR阵列信号进行幅度、相位复加权处理，对SAR阵列信号进行快速成像运算，对快速成像结果进行坐标变换，对像场分布结果进行恒虚警检测，根据恒虚警检测结果提取目标坐标信息，将像场分布结果及目标坐标信息传输给显示设备。本发明专利技术能够实现自聚焦SAR三维成像，并且具有成像速度快、硬件成本低等优点，可广泛应用于光学成像、微波成像、雷达探测、声呐、超声成像以及声、光、电、磁等为媒介的目标探测、成像识别领域。域。域。
【技术实现步骤摘要】
SAR成像方法、装置、设备、存储介质及程序产品
[0001]本专利技术涉及光学成像、微波成像、雷达探测、声呐、超声成像以及基于声、光、电、磁等媒介的目标探测、成像识别、无线通信
，具体涉及一种SAR(Synthetic Aperture Radar，合成孔径雷达)成像方法、装置、设备、存储介质及程序产品及其在上述各领域中的应用。
技术介绍
[0002]在SAR成像探测中，探测雷达发射脉冲探测信号，接收目标回波脉冲信号，并且利用SAR运载平台与探测目标之间的相对运动所产生的不同多普勒频移进行成像。在现有SAR成像技术中，一是成像依赖于相对运动所产生的不同多普勒频移；二是成像算法极其复杂，运算量大。因此需要运载平台具有极高的运动稳定性，并且无法采用空中悬浮逐点探测的工作方式。
[0003]因而需要开发一种不依赖于多普勒频移的SAR成像技术，并且采用更简洁的算法进行成像，进而充分利用有限的硬件运算资源，实现一种更高效的成像探测。
技术实现思路
[0004]为了解决数字阵列脉冲探测快速成像难题，本专利技术提供一种SAR成像方法、装置、设备、存储介质及程序产品。具体方案如下：
[0005]本申请的第一方面提供了一种SAR成像方法，应用于装置、电子设备和存储介质，所述方法包括：
[0006]获取SAR阵列信号，所述SAR阵列信号由相应探测点的SAR回波数据构成；
[0007]对所述SAR阵列信号进行距离走动校正处理，得到第一处理后的SAR阵列信号；
[0008]对所述第一处理后的SAR阵列信号进行幅度、相位复加权处理，得到第二处理后的SAR阵列信号；
[0009]对所述第二处理后的SAR阵列信号进行快速成像处理，得到快速成像结果；
[0010]对所述快速成像结果进行坐标变换，得到像场分布结果；
[0011]对所述像场分布结果行恒虚警检测，并根据检测结果，提取目标坐标信息；
[0012]将所述像场分布结果及所述目标坐标信息传输给显示设备。
[0013]可选的，获取SAR阵列信号的步骤，包括：
[0014]对SAR探测器接收的目标回波信号进行放大、变频、滤波、匹配滤波和AD变换处理，得到所述SAR阵列信号；所述SAR阵列信号包括I/Q双通道信息的数字复信号。
[0015]具体地，对SAR探测器接收到的回波信号进行放大、正交双通道下变频、滤波和匹配滤波，对匹配滤波后的回波信号进行AD变换，进而获得包含I/Q双通道信息的时域数字复信号。
[0016]可选的，对SAR阵列信号进行距离走动校正处理的步骤，包括：
[0017]基于时域法或频域法，对待测目标和SAR探测器之间距离变化所引起的不同回波
延时进行校正，得到所述第一处理后的SAR阵列信号。
[0018]具体地，当探测信号为脉冲信号时，对SAR阵列信号进行包络检波，提取目标所对应脉冲的延时，对SAR阵列通道信号执行不同的延时，使目标回波脉冲在时间上对齐。
[0019]可选的，也可以采用频域方法进行距离走动校正：截取一定长度的阵列单元信号进行快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform，FFT)，以FFT变换后的序列进行串行输出，所截取信号长度所对应的时间，应不小于SAR合成虚拟阵列的孔径渡越时间的2倍。
[0020]其中，对第一处理后的SAR阵列信号进行幅度、相位复加权处理的步骤，包括：
[0021]基于幅度加权算法，对所述第一处理后的SAR阵列信号进行幅度加权处理，得到幅值加权处理后的SAR阵列信号；所述幅度加权算法包括以下任意一种算法：均匀分布算法、余弦加权算法、汉明窗算法、Taylor分布算法、切比雪夫分布算法或混合加权算法；
[0022]采用自聚焦相位加权算法，对所述幅值加权处理后的SAR阵列信号进行相位加权处理，得到第一相位加权处理后的SAR阵列信号，以实现SAR阵列信号的自聚焦成像；
[0023]采用扫描相位加权算法，对所述第一相位加权处理后的SAR阵列信号进行相位加权处理，得到第二处理后的SAR阵列信号，以改变成像中心视角方向。
[0024]优选的，根据下式对第一处理后的SAR阵列信号进行复加权处理：
[0025][0026]上式中，s1为距离走动校正后的SAR阵列信号，s2为复加权后的信号，A为阵列单元幅度加权系数，φ
F
为自聚焦相位加权系数，φ
s
为扫描相位加权系数，j为虚数单位，e为欧拉常数。
[0027]其中，采用不同分布的幅度加权系数A，可改善成像底噪，可根据需要选择均匀分布、余弦加权、汉明窗、Taylor分布、切比雪夫分布及混合加权方法。
[0028]其中，采用自聚焦相位加权方法，可实现自动聚焦成像，自聚焦相位加权系数φ
F
可根据下式确定：
[0029][0030]其中，为波数，π为圆周率，λ为波长，(x,y)为阵列单元坐标，R为目标斜距，η
x
、η
y
分别为x方向、y方向的扫描属性参数，根据成像系统的特性选择不同的值，如果某一成像扫描方向的阵列单元同时接收目标信号，则选择对应的η
x
或η
y
的值为1；如果某一成像扫描方向的阵列单元依次发射和接收目标信号，则选择对应的η
x
或η
y
的值为2。
[0031]其中，采用不同的扫描相位加权系数φ
s
，可改变成像系统的中心视角方向，扫描相位加权系数φ
s
可根据下式确定：
[0032]φ
S
＝mη
x
kΔ
x
sinθ
x0
+nη
y
kΔ
y
sinθ
y0
；
[0033]其中，m、n分别为阵列单元x方向与y方向的序号，Δ
x
、Δ
y
分别为x方向、y方向的阵列单元间距，θ
x0
、θ
y0
分别为中心视角方向对应的方位角和俯仰角，符号sin表示正弦函数。
[0034]若不改变默认的中心视角方向，取φ
S
＝0。
[0035]可选的，对第二处理后的SAR阵列信号进行快速成像处理的步骤，包括：
[0036]基于高效并行成像算法对所述第二处理后的SAR阵列信号进行快速运算以获得谱域像；所述高效并行成像算法包括一维FFT、二维FFT、IFFT、非均匀FFT或稀疏FFT。
[0037]优选的，根据下式对第二处理后的SAR阵列信号(即幅度、相位复加权后的SAR阵列信号)进行快速运算：
[0038][0039]其中：符号表示高效并行算法函数，包含一维或二维FFT、IFFT、非均匀FFT、稀疏FFT，s3为幅度、相位加权后的阵列信号，p(ω
x
，ω
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种SAR成像方法，其特征在于，包括：获取SAR阵列信号，所述SAR阵列信号由相应探测点的SAR回波数据构成；对所述SAR阵列信号进行距离走动校正处理，得到第一处理后的SAR阵列信号；对所述第一处理后的SAR阵列信号进行幅度、相位复加权处理，得到第二处理后的SAR阵列信号；对所述第二处理后的SAR阵列信号进行快速成像处理，得到快速成像结果；对所述快速成像结果进行坐标变换，得到像场分布结果；对所述像场分布结果行恒虚警检测，并根据检测结果，提取目标坐标信息；将所述像场分布结果及所述目标坐标信息传输给显示设备。2.根据权利要求1所述的SAR成像方法，其特征在于，所述SAR阵列信号的步骤，包括：对SAR探测器接收的目标回波信号进行放大、变频、滤波、匹配滤波和AD变换处理，得到所述SAR阵列信号；所述SAR阵列信号包括I/Q双通道信息的数字复信号。3.根据权利要求1所述的SAR成像方法，其特征在于，所述对所述SAR阵列信号进行距离走动校正处理的步骤，包括：基于时域法或频域法，对待测目标和SAR探测器之间距离变化所引起的不同回波延时进行校正，得到所述第一处理后的SAR阵列信号。4.根据权利要求1所述的SAR成像方法，其特征在于，所述对所述第一处理后的SAR阵列信号进行幅度、相位复加权处理的步骤，包括：基于幅度加权算法，对所述第一处理后的SAR阵列信号进行幅度加权处理，得到幅值加权处理后的SAR阵列信号；所述幅度加权算法包括以下任意一种算法：均匀分布算法、余弦加权算法、汉明窗算法、Taylor分布算法、切比雪夫分布算法或混合加权算法；采用自聚焦相位加权算法，对所述幅值加权处理后的SAR阵列信号进行相位加权处理，得到第一相位加权处理后的SAR阵列信号，以实现SAR阵列信号的自聚焦成像；采用扫描相位加权算法，对所述第一相位加权处理后的SAR阵列信号进行相位加权处理，得到第二处理后的SAR阵列信号，以改变成像中心视角方向。5.根据权利要求1所述的SAR成像方法，其特征在于，所述第二处理后的SAR阵列信号进行快速成像处理的步骤，包括：基于高效并行成像算法对所述第二处理后的SAR阵列信号进行快速运算以获得谱域像；所述高效并行成像算法包括一维FFT、二维FFT、IFFT、非均匀FFT或稀疏FFT。6.根据权利要求5所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张继龙，张继康，
申请(专利权)人：苏州威陌电子信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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