【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于微波遥感，尤其涉及一种电磁涡旋波sar成像旁瓣质量提升方法。
技术介绍
1、合成孔径雷达(synthetic aperture radar,sar)是一种具备全天时、全天候、不受天气影响的高分辨率成像雷达，能够实现目标的两维高分辨率成像。电磁涡旋波雷达作为近年来的一种新兴雷达体制，通过发射携带有轨道角动量、螺旋相位波前的电磁涡旋波获得新的观测自由度。由于电磁涡旋波独特的发散角特性，电磁涡旋波sar具备获得更高分辨率的潜力。目前已有对电磁涡旋波雷达成像技术的研究，主要集中在超分辨率成像领域。当电磁涡旋波雷达工作在sar模式时，由于电磁涡旋波引入的涡旋方位角和贝塞尔天线方向图，将导致电磁涡旋波sar的成像质量下降，主要体现在旁瓣质量上。目前的电磁涡旋波sar成像方法无法解决旁瓣质量问题。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种电磁涡旋波sar成像旁瓣质量提升方法，解决电磁涡旋波sar成像旁瓣质量下降的问题，实现高质量二维成像。
2、本专利技术目的通过以下技术方案予以实现：一种电磁涡旋波sar成像旁瓣质量提升方法，包括：在天线坐标系中建立成像几何模型，基于建立的几何模型得到整个场景目标的回波信号模型；对整个场景目标的回波信号模型做二维粗成像处理得到整个场景的二维粗成像结果；将整个场景的二维粗成像结果划分为多个子场景块的粗成像结果，对每个子场景块的粗成像结果进行逆方位匹配滤波处理得到每个子场景块的距离徙动校正后的包络信号；对每
3、上述电磁涡旋波sar成像旁瓣质量提升方法中，在电磁涡旋波天线坐标系中建立成像几何模型，基于建立的几何模型得到整个场景目标的回波信号模型包括：建立天线坐标系ou-xuyuzu；其中，坐标系原点为环形阵列的中心ou点，xu轴方向与雷达平台的运动方向一致，zu轴与阵面方向垂直为发射信号的传播方向，天线阵面的下视角为β，yu轴由右手准则确定；建立雷达平台坐标系or-xryrzr，得到雷达平台坐标系or-xryrzr中的雷达位置坐标和目标坐标；其中，标系原点为慢时间tm＝0时的雷达平台位置or点，xr轴方向与雷达平台的运动方向一致，zr轴指向垂直地面向下的方向，yr轴由右手准则确定；将雷达平台坐标系or-xryrzr中的雷达位置坐标和目标坐标在天线坐标系ou-xuyuzu中表示得到天线坐标系ou-xuyuzu中的雷达位置坐标和目标坐标，根据天线坐标系ou-xuyuzu中的雷达位置坐标和目标坐标得到目标由电磁涡旋波引入的瞬时俯仰角和方位角，根据目标由电磁涡旋波引入的瞬时俯仰角和方位角得到整个场景目标的回波信号模型。
4、上述电磁涡旋波sar成像旁瓣质量提升方法中，雷达平台坐标系or-xryrzr中的雷达位置坐标和目标坐标通过如下公式得到：
5、ptarget＝(xp,yp,zp)t，zp＝h；
6、pradar＝(xr(tm),yr(tm),zr(tm))t，xr(tm)＝v·tm，yr(tm)＝0，zr(tm)＝0；
7、其中，v为雷达平台的运动速度，h为雷达平台的飞行高度，ptarget为目标在雷达平台坐标系中的位置，xp为目标在雷达平台坐标系中的x轴坐标，yp为目标在雷达平台坐标系中的y轴坐标，zp为目标在雷达平台坐标系中的z轴坐标，pradar为雷达在雷达平台坐标系中的位置，xr(tm)为tm时刻雷达在雷达平台坐标系中的x轴坐标，yr(tm)为tm时刻雷达在雷达平台坐标系中的y轴坐标，zr(tm)为tm时刻雷达在雷达平台坐标系中的z轴坐标，tm为方位慢时间。
8、上述电磁涡旋波sar成像旁瓣质量提升方法中，天线坐标系ou-xuyuzu中的雷达位置坐标和目标坐标通过如下公式得到：
9、
10、
11、
12、其中，为雷达在天线坐标系中的位置，为雷达平台坐标系到天线坐标系的转换矩阵，pradar为雷达在雷达平台坐标系中的位置，β为雷达下视角，为tm时刻雷达在天线坐标系中的x轴坐标，为tm时刻雷达在天线坐标系中的y轴坐标，为tm时刻雷达在天线坐标系中的z轴坐标，tm为方位慢时间，为目标在天线坐标系中的位置，ptarget为目标在雷达平台坐标系中的位置，为目标在天线坐标系中的x轴坐标，为目标在天线坐标系中的x轴坐标，为目标在天线坐标系中的x轴坐标。
13、上述电磁涡旋波sar成像旁瓣质量提升方法中，目标由电磁涡旋波引入的瞬时俯仰角和方位角通过如下公式得到：
14、
15、
16、
17、其中，θ(tm)为目标由电磁涡旋波引入的瞬时俯仰角，为目标由电磁涡旋波引入的瞬时方位角，r(tm)为雷达平台与目标之间的瞬时斜距，为tm时刻雷达在天线坐标系中的x轴坐标，tm为方位慢时间，为目标在天线坐标系中的x轴坐标，为目标在天线坐标系中的x轴坐标，为目标在天线坐标系中的x轴坐标。
18、上述电磁涡旋波sar成像旁瓣质量提升方法中，整个场景目标的回波信号模型通过如下公式得到：
19、
20、其中，tr为快时间，jl(kasinθ(tm))是与模态数l有关的第一类贝塞尔函数，σp是目标的rcs，ar(·)是距离向窗函数，θ(tm)为目标由电磁涡旋波引入的瞬时俯仰角，为目标由电磁涡旋波引入的瞬时方位角，r(tm)为雷达平台与目标之间的瞬时斜距，tm为方位慢时间，c为光速，k为波数，a为环形天线阵列半径，γ为调频率，j为虚数单位，λ为发射波长。
21、上述电磁涡旋波sar成像旁瓣质量提升方法中，二维粗成像处理包括离脉压、距离徙动校正和方位匹配滤波处理。
22、上述电磁涡旋波sar成像旁瓣质量提升方法中，对每个子场景块的距离徙动校正后的包络信号进行补偿得到补偿后的每个子场景块的距离徙动校正后的包络信号包括：设计方位角附加相位补偿函数，将每个子场景块的距离徙动校正后的包络信号与方位角附加相位补偿函数相乘后得到校正方位角附加相位后的包络信号；在多普勒域中设计贝塞尔方向图补偿函数；对校正方位角附加相位后的包络信号做方位向傅里叶变换后与贝塞尔方向图补偿函数相乘，做方位逆傅里叶变换后，得到补偿后的每个子场景块的距离徙动校正后的包络信号。
23、上述电磁涡旋波sar成像旁瓣质量提升方法中，方位角附加相位补偿函数通过如下公式得到：
24、
25、其中，为方位角附加相位补偿函数，为电磁涡旋波在第q个距离向第w个方位向子场景中心点引入的瞬时方位角，tm为方位慢时间，l为模态数，j为虚数单位，为方位角，q本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电磁涡旋波SAR成像旁瓣质量提升方法，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述的电磁涡旋波SAR成像旁瓣质量提升方法，其特征在于：在电磁涡旋波天线坐标系中建立成像几何模型，基于建立的几何模型得到整个场景目标的回波信号模型包括：
3.根据权利要求2所述的电磁涡旋波SAR成像旁瓣质量提升方法，其特征在于：雷达平台坐标系Or-XrYrZr中的雷达位置坐标和目标坐标通过如下公式得到：
4.根据权利要求2所述的电磁涡旋波SAR成像旁瓣质量提升方法，其特征在于：天线坐标系Ou-XuYuZu中的雷达位置坐标和目标坐标通过如下公式得到：
5.根据权利要求2所述的电磁涡旋波SAR成像旁瓣质量提升方法，其特征在于：目标由电磁涡旋波引入的瞬时俯仰角和方位角通过如下公式得到：
6.根据权利要求2所述的电磁涡旋波SAR成像旁瓣质量提升方法，其特征在于：整个场景目标的回波信号模型通过如下公式得到：
7.根据权利要求1所述的电磁涡旋波SAR成像旁瓣质量提升方法，其特征在于：二维粗成像处理包括离脉压、距离徙动校正和方位匹配滤波处理。
8.根据权利要求1所述的电磁涡旋波SAR成像旁瓣质量提升方法，其特征在于：对每个子场景块的距离徙动校正后的包络信号进行补偿得到补偿后的每个子场景块的距离徙动校正后的包络信号包括：
9.根据权利要求8所述的电磁涡旋波SAR成像旁瓣质量提升方法，其特征在于：方位角附加相位补偿函数通过如下公式得到：
10.根据权利要求1所述的电磁涡旋波SAR成像旁瓣质量提升方法，其特征在于：对补偿后的每个子场景块的距离徙动校正后的包络信号进行方位匹配滤波处理得到每个子场景块经过成像旁瓣质量提升后的成像结果包括：
...【技术特征摘要】
1.一种电磁涡旋波sar成像旁瓣质量提升方法，其特征在于包括：
2.根据权利要求1所述的电磁涡旋波sar成像旁瓣质量提升方法，其特征在于：在电磁涡旋波天线坐标系中建立成像几何模型，基于建立的几何模型得到整个场景目标的回波信号模型包括：
3.根据权利要求2所述的电磁涡旋波sar成像旁瓣质量提升方法，其特征在于：雷达平台坐标系or-xryrzr中的雷达位置坐标和目标坐标通过如下公式得到：
4.根据权利要求2所述的电磁涡旋波sar成像旁瓣质量提升方法，其特征在于：天线坐标系ou-xuyuzu中的雷达位置坐标和目标坐标通过如下公式得到：
5.根据权利要求2所述的电磁涡旋波sar成像旁瓣质量提升方法，其特征在于：目标由电磁涡旋波引入的瞬时俯仰角和方位角通过如下公式得到：
6.根据权利要求2所述的电磁涡旋波...
【专利技术属性】
技术研发人员：游冬，李升远，李财品，彭文灿，段崇棣，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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