【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及目标检测，尤其涉及一种步进频率合成孔径成像方法及系统。
技术介绍
1、合成孔径成像在目标检测应用中有着较为重要的作用，在舰船、车辆和飞机等大目标散射特性检测应用上，进场雷达散射截面能够直接反映目标电磁散射特性，进而实现对目标表面涂层性能的快速检测；通过合成孔径成像的方式，能够快速实现对探测目标表面雷达散射截面数据获取，并反演计算其表面涂层参数，为设备设计、生产和保养维护提供支持。
2、常规的合成孔径成像采用大孔径或者暗室检测环境，数据精度及信噪比高，但是设备体积庞大、操作复杂且成本高昂，难以推广使用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术对检测环境要求高，算法流程复杂的缺点，提供了一种步进频率合成孔径成像方法及系统，解决了现有常规合成孔径成像方法存在的不足。
2、本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种步进频率合成孔径成像方法，所述成像方法包括：
3、回波数据预处理步骤：对回波数据依次进行插值和傅里叶逆变换处理，对当前方位下经过处理后的数据中的背景噪声进行抑制；
4、成像区域网格设置步骤：预设方位向网格数量和距离向网格数据，并对每个网格点建立坐标位置，计算雷达位置为设定位置时各网格与雷达距离；
5、回波数据相位估计步骤：计算每个网格距离对应的延迟时间和相邻网格之间信号频率步进，得到各网格点对应的相位；
6、合成图像像素累积步骤：根据延迟时间和雷达设定位置按照方位将处理后的数据映射
7、所述回波数据预处理步骤具体包括以下内容：
8、按照雷达方位，在雷达位于第m个方位位置时，对回波数据进行插值处理，插值后的数据为插值后的数据长度为nr；
9、对数据进行傅里叶逆变换处理，得到数据
10、根据感兴趣区域特定目标反射回波理论参数e0以及预估环境动态阈值el，对当前方位下数据中背景噪声进行抑制，即
11、所述成像区域网格设置步骤具体包括以下内容：
12、根据期望探测区域[rmin,rmax]和成像精度σ，预设方位向网格数量da＝la/σ和距离向网格数量la为合成孔径长度；
13、以雷达起始位置为原点，方位向和距离向为方向轴，对每个网格点建立坐标位置，得到其中，di,j＝(i·σ,j·σ+rmin)，i＝1,2,…da，j＝1,2,…dr；
14、根据网格点位置，计算雷达位置为(xm,0)时各网格与雷达距离其中，m＝1,2,…,la/δl，i＝1,2,…da，j＝1,2,…dr，δl为方位向间距。
15、所述回波数据相位估计步骤具体包括以下内容：
16、计算每个网格距离对应的延迟时间c为光速；
17、在近场小范围成像前提下，计算相邻网格之间信号频率步进fdmax和fdmin分别为调整后最大频率和调整后最小频率；
18、得到网格距离ri,j处对应的相位为
19、所述合成图像像素累积步骤具体包括以下内容：
20、根据延迟时间以及雷达位置为(xm,0)时按方位将数据映射到网格d，网格取值其中，vi,j(m)＝ern，ern为数据第n个样点，并且floor()表示向下取整计算；
21、通过补偿计算方法对网格数据做相位补偿计算，得到补偿后的网络取值为其中，exp{ }表示自然指数计算；
22、根据按照雷达方位对网格值进行累积计算。
23、所述成像方法还包括预设关键系统参数步骤，其具体包括以下内容：
24、设置系统发射电磁波最低频率fmin、最高频谱fmax、频率步进δf、发送时间t、子脉冲持续时间tp、探测距离范围[rmin,rmax]、方位向间距δl和合成孔径长度la；
25、设置系统接收采样间隔δt，且满足
26、一种步进频率合成孔径成像系统，所述成像系统包括参数设定模块、回波数据预处理模块、成像区域网格设置模块、回波数据相位估计模块和合成图像相位累积模块；
27、所述参数设定模块：用于根据需求设定系统的工作参数；
28、所述回波数据预处理模块：用于对回波数据依次进行插值和傅里叶逆变换处理，对当前方位下经过处理后的数据中的背景噪声进行抑制；
29、所述成像区域网格设置模块：用于预设方位向网格数量和距离向网格数据，并对每个网格点建立坐标位置，计算雷达位置为设定位置时各网格与雷达距离；
30、所述回波数据相位估计模块：用于计算每个网格距离对应的延迟时间和相邻网格之间信号频率步进，得到各网格点对应的相位；
31、所述合成图像像素累积模块：用于根据延迟时间和雷达设定位置按照方位将处理后的数据映射到网格中，对网格数据进行相位补偿计算，并按雷达方位对网格值进行累积计算。
32、本专利技术具有以下优点：一种步进频率合成孔径成像方法及系统，通过对步进频率回波信号进行预设幅度范围、频域插值等处理提高了合成孔径成像的精确度，通过相位补偿和回波累加等计算，提高成像数据的信噪比。
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1.一种步进频率合成孔径成像方法，其特征在于：所述成像方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种步进频率合成孔径成像方法，其特征在于：所述回波数据预处理步骤具体包括以下内容：
3.根据权利要求1所述的一种步进频率合成孔径成像方法，其特征在于：所述成像区域网格设置步骤具体包括以下内容：
4.根据权利要求3所述的一种步进频率合成孔径成像方法，其特征在于：所述回波数据相位估计步骤具体包括以下内容：
5.根据权利要求4所述的一种步进频率合成孔径成像方法，其特征在于：所述合成图像像素累积步骤具体包括以下内容：
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种步进频率合成孔径成像方法，其特征在于：所述成像方法还包括预设关键系统参数步骤，其具体包括以下内容：
7.一种步进频率合成孔径成像系统，其特征在于：所述成像系统包括参数设定模块、回波数据预处理模块、成像区域网格设置模块、回波数据相位估计模块和合成图像相位累积模块；
【技术特征摘要】
1.一种步进频率合成孔径成像方法，其特征在于：所述成像方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种步进频率合成孔径成像方法，其特征在于：所述回波数据预处理步骤具体包括以下内容：
3.根据权利要求1所述的一种步进频率合成孔径成像方法，其特征在于：所述成像区域网格设置步骤具体包括以下内容：
4.根据权利要求3所述的一种步进频率合成孔径成像方法，其特征在于：所述回波数据相位估计步骤具体包括以下内容：
【专利技术属性】
技术研发人员：岳碧波，郭鹏，郑剑锋，李昊成，李春华，
申请(专利权)人：成都玖锦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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