CN103592647A - 阵列三维sar数据获取方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种阵列三维SAR数据获取方法。该阵列三维SAR数据获取方法在雷达平台沿航迹运动过程中的每个航迹向慢时刻，通过采用跨航向多发多收稀疏阵列，通过同时发射/接收OFDM-Chirp正交波形编码信号，对各采样后回波进行解码而实现跨航向孔径综合成像采样，从而获得在高程、航迹和跨航三个方向都采样的信号，再进行三维成像而获得场景三维聚焦图像。本发明跨航向阵列孔径综合通过同时发射正交波形编码信号进行，相对于分时发射/接收方法，可降低系统脉冲重复频率PRF，回波存储数据量小。

Description

阵列三维SAR数据获取方法

技术领域

本发明涉及信息获取与处理技术领域，特别是一种基于OFDM-Chirp波形编码的阵列三维SAR数据获取方法。

背景技术

在阵列SAR三维成像中，雷达通过载机平台的运动在航迹方向形成合成孔径进行该方向分辨；雷达通过沿高程方向发射宽带信号然后进行脉冲压缩进行该方向分辨；除此之外，雷达通过沿机翼方向即跨航向分布的天线阵列形成等效实孔径进行该方向分辨，从而实现观测区域的三维分辨成像。

为节省系统资源，通常采用跨航向稀疏分布的多发多收天线阵列通过孔径综合方式形成等效均匀线性阵列孔径，得到对应每一发射/接收天线对的孔径综合成像采样数据。对所有不同航迹时刻的发射/接收天线对所对应的回波分量进行高程向脉冲压缩聚焦、方位向合成孔径聚焦、跨航向孔径综合聚焦，即得到聚焦成像后的场景三维图像。为实现上述目的，数据获取可分时进行，即各发射天线在不同的脉冲重复周期内轮流发射同一个信号波形，各接收天线同时接收回波，在时间上区分出各发射天线的分量；另一种数据获取方法是在一个脉冲重复周期内各发射天线同时发射具有正交编码特性的脉冲信号，各接收天线同时接收回波，对接收回波进行解码区分出各发射天线的分量。当前阵列SAR三维成像数据获取方法多采用分时方法，但该方法时效性差，数据量大，为系统脉冲重复频率参数设计带来压力；国内外就波形编/解码方法展开了一些研究([1]J.Li，P.Stoica，and X.Zheng，“Signal synthesis and receiver design for MIMO radar imaging，”IEEE Transactions on Signal Processing，Vol.56，No.8，pp.3959-3968，2008.[2]Deng，“Discrete frequency-coding waveform design for netted radarsystems，”IEEE Signal Processing Letters，Vol.11，No.2，pp.179-182，2004.)，虽然克服了分时方法的缺点，但这些方法在用于成像应用时存在局限性，一方面发射波形间不完全正交而产生非理想自相关特性，通道间干扰对后续成像处理产生较强影响；一方面正交编码信号波形采用非线性调频信号不具有常模包络特性，不利于信号功率放大。因而，实际中需要构建既能满足正交性要求，又保持常模包络波形特性，具有时效性强、数据量小、易于实现等特点的基于波形编码的阵列三维SAR数据获取方法，目前国内外在此方面尚未公开发表过与之相关的文献或申请相关的专利。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种基于OFDM-Chirp波形编码的阵列三维SAR数据获取方法。

(二)技术方案

本发明提供了一种基于OFDM-Chirp波形编码的阵列三维SAR数据获取方法，包括步骤如下：

步骤A：雷达平台以速度V进行匀速直线运动，在某个慢时间采样时刻η₀，M^T个发射天线波束沿高程向向下，同时发射具有OFDM-Chirp正交编码特性的脉冲信号

M^R个接收天线

同时接收回波，对回波进行下变频和AD采样后，保存为M^R个原始二维回波数据 ${\stackrel{\‾}{r}}_1({\mathrm{\η}}_0,t_n),...{\stackrel{\‾}{r}}_j({\mathrm{\η}}_0,t_n),...{\stackrel{\‾}{r}}_{M^R}({\mathrm{\η}}_0,t_n);$

步骤B：雷达系统以慢时间采样频率PRF重复步骤A的过程，即平台沿航迹方向每运动V/PRF的间隔，在慢时间采样时刻η_k＝η₀+k·PRT，就进行一次M^T个发射天线同时发射，M^R个接收天线接收过程，将下变频和AD采样后数据保存到M^R个原始二维回波数据 ${\stackrel{\‾}{r}}_1({\mathrm{\η}}_k,t_n),...{\stackrel{\‾}{r}}_j({\mathrm{\η}}_k,t_n),...{\stackrel{\‾}{r}}_{M^R}({\mathrm{\η}}_k,t_n)$ 中去，直到雷达数据获取过程终止；

步骤C：针对步骤A～B所得到的结果，对每个接收天线R_X，j获取的原始二维回波数据根据正交编码的方式解调分离出回波中由发射天线T_X，i发射，经场景目标散射后被R_X，j接收的部分

共分离出M^TM^R个跨航向孔径综合成像采样数据，按跨航向孔径综合中虚拟阵元的位置记为 $\hat{r}({\mathrm{\η}}_k,t_n,v_m),m=\mathrm{0,1}...M^T{M}^R-1;$

步骤D：针对步骤C所得到的结果

对其进行三维成像处理，得到沿高程向、航迹向和跨航向三个方向都聚焦的场景三维图像g(x，y，z)。

所述的基于OFDM-Chirp波形编码的阵列三维SAR数据获取方法中，其所述步骤A包括：

子步骤A1，根据OFDM-Chirp正交编码方式以DA采样率F_s生成基带发射信号 $s_1\left(t\right),...s_i\left(t\right),...s_{M^T}\left(t\right);$

子步骤A2：针对子步骤A1生成的M^T个模拟基带发射OFDM-Chirp信号S_i(t)，i＝0，1...M^T-1，通过正交调制将每个S_i(t)上变频到载波频率f_c上去，得到M^T个射频发射OFDM-Chirp信号

分别通过M^T个发射天线同时辐射出去；

子步骤A3：对M^R个接收天线同时接收到的回波信号r_j(η₀，t)，j＝0，1...M^R-1，使用正交解调将每一个回波信号从载频f_c下变频到基带，生成I路基带信号

和Q路基带信号

对每一路信号都使用和DA采样率相同的AD采样率F_s进行采样，然后将采样后的I路基带信号和Q路基带信号合成复数信号

共保存为M^R个原始二维回波数据 ${\stackrel{\‾}{r}}_1({\mathrm{\η}}_0,t_n),...{\stackrel{\‾}{r}}_j({\mathrm{\η}}_0,t_n),...{\stackrel{\‾}{r}}_{M^R}({\mathrm{\η}}_0,t_n);$

所述的基于OFDM-Chirp波形编码的阵列三维SAR数据获取方法，其所述子步骤A1OFDM-Chirp正交编码方式为：以脉冲宽度为T_p，调频率为K_r，DA采样率为F_s，数字波形长度为N＝F_sT_p，子载波间隔为Δf＝1/T_p，子载波为f_p＝pΔf的线性调频信号即Chirp信号s(t)的频域数字波形序列S为基础，采用逐级前/后向内插零的方式生成多个基带发射OFDM-Chirp信号数字波形序列

其中上标L表示第L级内插零过程，下标i＝0，1...2^L-1表示第L级内插零过程中产生的第i个数字波形，用T_F表示前向内插零算子，T_B表示后向内插零算子，请参照图4的频域数字序列逐级生成过程；取前M^T个

分别对应M^T个发射天线，将每个数字波形序列

经IFFT变换和DA转换变换成模拟形式的基带发射OFDM-Chirp信号

其中DA采样率为F_s，共得到M^T个基带发射信号

所述的基于OFDM-Chirp波形编码的阵列三维SAR数据获取方法中，其所述步骤C的OFDM-Chirp正交解码回波分离过程包括：

子步骤C1，对步骤B得到的每个信号

记在固定慢时间采样时刻η_k处，其快时间域离散信号为

其中n＝0，1，...，2^LN+K-1，使用圆移操作使其长度由2^LN+K降为2^LN，得到

子步骤C2，对子步骤C1得到的每个圆移后的信号

进行2^LN点FFT变换，得到其频谱R_j[p]；

子步骤C3，对子步骤C2得到的频谱R_j[p]进行多相分解，再与第i个发射天线的基带发射信号频谱

进行匹配滤波得到对应第i个发射天线和第j个接收天线的通道响应

子步骤C4，通过子步骤C1～C3从M^R个回波数据中共分离得到慢时间采样时刻η_k处共M^TM^R个跨航向孔径综合成像采样数据，按跨航向孔径综合中虚拟阵元的位置记为 $\hat{r}({\mathrm{\η}}_k,t_n,v_m),m=\mathrm{0,1}...M^T{M}^R-1;$

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明基于OFDM-Chirp波形编码的阵列三维SAR数据获取方法具有以下有益效果：

(1)跨航向阵列孔径综合通过同时发射正交波形编码信号进行，相对于分时发射/接收方法，可降低系统脉冲重复频率PRF，回波存储数据量小；

(2)由于采用OFDM-Chirp正交编码，发射波形具有Chirp信号的常模包络特性，可以提高雷达系统功率放大器的工作效率；不同发射波形的正交性由OFDM子载波的正交性提供，具有理想的自相关特性，更适用于三维成像；

附图说明

图1本发明实施例阵列三维成像几何示意图；

图2本发明实施基于OFDM-Chirp波形编码的阵列三维SAR数据获取方法的流程图；

图3为本发明实施例阵列三维SAR数据获取方法中OFDM-Chirp正交编码信号频域数字序列逐级生成示意图；

图4为本发明实施例阵列三维SAR数据获取方法中跨航向阵列孔径综合示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明技术方案中所涉及的各个细节问题。应指出的是，所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。

本发明通过OFDM-Chirp正交波形编/码方式结合多发多收稀疏天线阵列，得到跨航向孔径综合成像采样数据，与高程向距离采样数据和航迹向合成孔径采样数据共同构成三维回波数据，通过成像处理得到场景三维聚焦图像。该方法可有效降低PRF，减小数据量并且易于实现，适用于采用下视成像几何的阵列SAR三维成像应用。

在进行步骤的具体阐述之前，先对本发明的应用场景和所用到的重要符号进行统一说明：

请参照图1，为阵列三维成像几何示意图，X、Y和Z代表成像目标区域三维空间直角坐标轴，其中X沿雷达平台的航迹方向，为方位向，Y为跨航向，Z为高程向；t表示回波数据的快时间坐标，c为电磁波传播速度；雷达工作波长为λ；η表示雷达沿方位向的慢时间坐标；设雷达平台沿方位向做匀速直线运动，速度为V；慢时间采样频率即脉冲重复频率为PRF；则雷达的慢时间采样间隔为ΔX＝V/PRF；T_xi表示第i个发射天线，i＝1，2，...，M^T，其在跨航向的位置坐标为

发射信号表示为s_i(t)；R_xj表示第j个接收天线，j＝1，2，...，M^R，其在跨航向的位置坐标为

接收信号表示为r_j(t)；由第i个发射天线和第j个接收天线组成的天线对对应跨航向阵列里的第m个虚拟天线单元V_m，其跨航向位置为

Ω表示波束覆盖区内的场景散射点支撑区，其内任一散射点目标P的坐标为(x，y，z)，和

分别表示第i个发射天线和第j个接收天线与目标P之间的距离，

表示跨航向阵列里的第m个虚拟天线单元与目标P之间的距离。

在本发明的一个示例性实施例中，提供了一种基于OFDM-Chirp波形编码的阵列三维SAR数据获取方法。如图2所示。本实施例包括：

步骤A：雷达平台以速度V进行匀速直线运动，在某个慢时间采样时刻η₀，M^T个发射天线

波束沿高程向向下，同时发射具有OFDM-Chirp正交编码特性的脉冲信号

M^R个接收天线同时接收回波，对回波进行下变频和AD采样后，保存为M^R个原始二维回波数据 ${\stackrel{\‾}{r}}_1({\mathrm{\η}}_0,t_n),...{\stackrel{\‾}{r}}_j({\mathrm{\η}}_0,t_n),...{\stackrel{\‾}{r}}_{M^R}({\mathrm{\η}}_0,t_n);$

该步骤A又可以包括：

子步骤A1，根据OFDM-Chirp正交编码方式生成基带发射信号

OFDM-Chirp正交编码方式为：以脉冲宽度为T_p，调频率为K_r，DA采样率为F_s，数字波形长度为N＝F_sT_p，子载波间隔为Δf＝1/T_p，子载波为f_p＝pΔf的线性调频信号即Chirp信号s(t)的频域数字波形序列S为基础

$\left\{\begin{array}{c}S\left(f\right)=\mathrm{rect}\left[\frac{f}{K_r{T}_p}\right]\exp (-\frac{\mathrm{j\π}{f}^2}{K_r})\\ S={\left[s\right[0],S[1],...,S[N-1\left]\right]}^T={[S\left(f_0\right),S\left(f_1\right),...S\left(f_{N-1}\right)]}^T\end{array}\right.---\left(1\right)$

采用逐级前/后向内插零的方式生成多个基带发射OFDM-Chirp信号数字波形序列

其中上标L表示第L级内插零过程，下标i＝0，1...2^L-1表示第L级内插零过程中产生的第i个数字波形，用T_F表示前向内插零算子，T_B表示后向内插零算子，请参照图3的频域数字序列逐级生成过程；取前M^T个分别对应M^T个发射天线，将每个数字波形序列

经IFFT变换和DA转换变换成模拟形式的基带发射OFDM-Chirp信号

其中DA采样率为F_s，共得到M^T个基带发射信号 $s_1\left(t\right),...s_i\left(t\right),...s_{M^T}\left(t\right);$

子步骤A2：针对子步骤A1生成的M^T个模拟基带发射OFDM-Chirp信号S_i(t)，i＝0，1...M^T-1，通过正交调制将每个S_i(t)上变频到载波频率f_c上去，得到M^T个射频发射OFDM-Chirp信号

分别通过M^T个发射天线同时辐射出去；

子步骤A3：对M^R个接收天线同时接收到的回波信号r_j(η₀，t)，j＝0，1...M^R-1，使用正交解调将每一个回波信号从载频f_c下变频到基带，生成I路基带信号和Q路基带信号

对每一路信号都使用和DA采样率相同的AD采样率F_s进行采样，然后将采样后的I路基带信号和Q路基带信号合成复数信号共保存为M^R个原始二维回波数据 ${\stackrel{\‾}{r}}_1({\mathrm{\η}}_0,t_n),...{\stackrel{\‾}{r}}_j({\mathrm{\η}}_0,t_n),...{\stackrel{\‾}{r}}_{M^R}({\mathrm{\η}}_0,t_n).$

步骤B：雷达系统以慢时间采样频率PRF重复步骤A的过程，即平台沿航迹方向每运动V/PRF的间隔，在慢时间采样时刻η_k＝η₀+k·PRT，就进行一次M^T个发射天线同时发射，M^R个接收天线接收过程，将下变频和AD采样后数据保存到M^R个原始二维回波数据 ${\stackrel{\‾}{r}}_1({\mathrm{\η}}_k,t_n),...{\stackrel{\‾}{r}}_j({\mathrm{\η}}_k,t_n),...{\stackrel{\‾}{r}}_{M^R}({\mathrm{\η}}_k,t_n)$ 中去，直到雷达数据获取过程终止；

步骤C：针对步骤A～B所得到的结果，对每个接收天线R_X，j获取的原始二维回波数据

根据正交编码的方式解调分离出回波中由发射天线T_X，i发射，经场景目标散射后被R_X，j接收的部分

共分离出M^TM^R个跨航向孔径综合成像采样数据，按跨航向孔径综合中虚拟阵元的位置记为 $\hat{r}({\mathrm{\η}}_k,t_n,v_m),m=\mathrm{0,1}...M^T{M}^R-1;$

该步骤C又可以包括：

子步骤C1，对步骤B得到的每个信号

记在固定慢时间采样时刻η_k处，其快时间域离散信号为

其中n＝0，1，...，2^LN+K-1，使用圆移操作使其长度由2^LN+K降为2^LN，得到

子步骤C2，对子步骤C1得到的每个圆移后的信号

进行2^LN点FFT变换，得到其频谱R_j[p]；

子步骤C3，对子步骤C2得到的频谱R_j[p]进行多相分解，再与第i个发射天线的基带发射信号频谱

进行匹配滤波

${\hat{r}}_{\mathrm{ij}}=R_j[\mathrm{Np}+i-1]\·S_i^{*}\left[p\right],---\left(2\right)$

得到对应第i个发射天线和第j个接收天线的通道响应

子步骤C4，通过子步骤C1～C3从M^R个回波数据中共分离得到慢时间采样时刻η_k处共M^TM^R个跨航向孔径综合成像采样数据，按跨航向孔径综合中虚拟阵元的位置记为 $\hat{r}({\mathrm{\η}}_k,t_n,v_m),m=\mathrm{0,1}...M^T{M}^R-1;$

步骤D：针对步骤C所得到的结果

对其进行三维成像处理，得到沿高程向、航迹向和跨航向三个方向都聚焦的场景三维图像g(x，y，z)。

本发明提出的基于OFDM-Chirp波形编码的阵列三维SAR数据获取方法中，其所述的跨航向阵列采用多发多收稀疏阵列，通过等效相位中心孔径综合形成跨航向均匀分布的等效线性阵列；跨航向稀疏阵列可采用不唯一的阵型结构设计，只要均匀分布等效线性阵列的虚拟阵元间隔d和阵列长度L_virtual满足如下条件：为保证场景内最大不模糊方位角度范围达到[-θ，θ]，均匀分布等效线性阵列的虚拟阵元间隔d需满足

$d\≤\frac{\mathrm{\λ}}{4\left|\sin \mathrm{\θ}\right|}---\left(3\right)$

其中，λ为雷达工作波长。

同时，为保证距离R处目标的跨航向分辨率达到ρ，均匀分布等效线性阵列的长度L_virtual需满足

$L_{\mathrm{virtual}}\≥\frac{\mathrm{\λR}}{2\mathrm{\ρ}}---\left(4\right)$

请参照图4，为本发明具体实施例中一种跨航向稀疏阵列采用两端为发射阵，中间为接收阵结构的一种阵型设计方案。当d和L_virtual被确定，则跨航向稀疏阵列参数，包括发射天线个数M^T，接收天线个数M^R，发射天线阵元间隔Δd_T，接收天线阵元间隔Δd_R以及相邻的发射天线和接收天线间隔d_TR通过下列约束方程组得到

跨航向稀疏阵列的长度

通过跨航向孔径综合，任意一对发射/接收天线组合T_xi/R_xj对应孔径综合后等效线性阵列中的一个等效相位中心虚拟天线阵元V_m，虚拟天线阵元V_m的跨航向位置为发射天线和接收天线的几何中心位置

虚拟天线阵元V_m与场景中的点目标P的空间距离近似为发射天线、接收天线与该点目标距离和的一半

$R_P^{V,m}=\frac{R_P^{\mathrm{Tx},i}+R_P^{\mathrm{Rx},j}}{2}---\left(6\right)$

回波中由发射天线T_X，i发射，经场景目标散射后被R_X，j接收的部分

对应等效线性阵列中虚拟阵元V_m处的跨航向孔径综合成像采样数据共M^TM^R个。

本发明提出的基于OFDM-Chirp波形编码的阵列三维SAR数据获取方法中，其所述的M^T个发射天线同时发射OFDM-Chirp正交波形编码信号，一次完整的跨航向孔径综合成像采样数据在一个雷达脉冲重复周期内即可获得；而采用分时发射即各发射天线在不同的脉冲重复周期内轮流发射同一个信号波形的方法，一次完整的跨航向孔径综合成像采样数据需在M^T个雷达脉冲重复周期内才可获得；脉冲重复频率PRF过高则会引起距离模糊，提高数据率，使系统硬件难以支持；脉冲重复频率PRF过低则会引起航迹向方位模糊和因运动产生的跨航向孔径综合等效线性阵列沿航迹向的位置误差，增加后续程序处理难度；相比于分时发射接收方法，基于OFDM-Chirp波形编码的阵列三维SAR数据获取方法可在不引起方位模糊和不增大因运动产生的跨航向孔径综合等效线性阵列沿航迹向的位置误差的情况下，将脉冲重复频率即PRF降低M^T倍，有效缓解系统硬件设计的压力；

本发明提出的基于OFDM-Chirp波形编码的阵列三维SAR数据获取方法中，其所述的M^TM^R个跨航向孔径综合成像采样数据

是通过对M^R个接收天线接收到的回波数据采样后进行OFDM-Chirp正交解码回波分离得到；相比于采用分时发射的方法即各发射天线在不同的脉冲重复周期内轮流发射同一个信号波形，各接收天线同时接收回波，回波数据量更小，为分时发射方法的M^T分之一。

至此，已经结合附图对本实施例基于OFDM-Chirp波形编码的阵列三维SAR数据获取方法进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明基于OFDM-Chirp波形编码的阵列三维SAR数据获取方法有了清楚的认识。

此外，上述阵列三维SAR数据获取方法中部分步骤或内容并不仅限于实施方式中提到的各种具体形式，本领域的普通技术人员可对其进行简单地熟知地替换，例如：

(1)跨航向多发多收稀疏阵列形式不仅可使用图4中阵列，也可采用其它阵型设计的多发多收稀疏阵列，只要经过孔径综合后能等效出满足成像需求的均匀采样跨航向线性阵列；

(2)通过逐级生成的2^L个基带发射OFDM-Chirp信号数字波形序列在子步骤A1中不仅可以取其前M^T个分别对应M^T个发射天线，也可取2^L个中的任意M^T个对应M^T个发射天线，然后在步骤C中对频谱R_j[p]多相分解中提取对应的频谱分量即可。

综上所述，本发明提供基于OFDM-Chirp波形编码的阵列三维SAR数据获取方法。该方法适用于采用下视成像几何的阵列SAR三维成像应用，通过OFDM-Chirp正交波形编/码方式结合多发多收稀疏天线阵列，得到跨航向孔径综合成像采样数据，与高程向距离采样数据和航迹向合成孔径采样数据共同构成三维回波数据，通过成像处理得到场景三维聚焦图像。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种阵列三维SAR数据获取方法，其特征在于，包括：

步骤A：雷达平台以速度V进行匀速直线运动，在某个慢时间采样时刻η₀，M^T个发射天线

波束沿高程向向下，同时发射具有OFDM-Chirp正交编码特性的脉冲信号

M^R个接收天线

同时接收回波，对回波进行下变频和AD采样后，保存为M^R个原始二维回波数据 ${\stackrel{\‾}{r}}_1({\mathrm{\η}}_0,t_n),...{\stackrel{\‾}{r}}_j({\mathrm{\η}}_0,t_n),...{\stackrel{\‾}{r}}_{M^R}({\mathrm{\η}}_0,t_n);$

步骤B：雷达系统以慢时间采样频率PRF重复步骤A的过程，即平台沿航迹方向每运动V/PRF的间隔，在慢时间采样时刻η_k＝η₀+k·PRT，进行一次M^T个发射天线同时发射，M^R个接收天线接收过程，将下变频和AD采样后数据保存到M^R个原始二维回波数据 ${\stackrel{\‾}{r}}_1({\mathrm{\η}}_k,t_n),...{\stackrel{\‾}{r}}_j({\mathrm{\η}}_k,t_n),...{\stackrel{\‾}{r}}_{M^R}({\mathrm{\η}}_k,t_n)$ 中去，直到雷达数据获取过程终止；

步骤C：针对步骤A～B中每个接收天线R_X，j获取的原始二维回波数据

根据正交编码的方式解调分离出回波中由发射天线T_X，i发射，经场景目标散射后被R_X，j接收的部分共分离出M^TM^R个跨航向孔径综合成像采样数据，按跨航向孔径综合中虚拟阵元的位置记为 $\hat{r}({\mathrm{\η}}_k,t_n,v_m),m=\mathrm{0,1}...M^T{M}^R-1;$

步骤D：对于虚拟阵元的位置

对其进行三维成像处理，得到沿高程向、航迹向和跨航向三个方向都聚焦的场景三维图像g(x，y，z)。

2.根据权利要求1所述的阵列三维SAR数据获取方法，其特征在于，所述步骤A包括：

子步骤A1，根据OFDM-Chirp正交编码方式以DA采样率F_s生成M^T个基带发射信号 $s_1\left(t\right),...s_i\left(t\right),...s_{M^T}\left(t\right);$

子步骤A2：对子步骤A1得到的的M^T个模拟基带发射OFDM-Chirp信号S_i(t)，i＝0，1...M^T-1，通过正交调制将每个S_i(t)上变频到载波频率f_c上去，得到M^T个射频发射OFDM-Chirp信号

分别通过M^T个发射天线同时辐射出去；

子步骤A3：对子步骤A2得到的M^R个接收天线同时接收到的回波信号r_j(η₀，t)，j＝0，1...M^R-1，使用正交解调将每一个回波信号从载频f_c下变频到基带，生成I路基带信号

和Q路基带信号

对每一路信号都使用和子步骤A1中DA采样率相同的AD采样率F_s进行采样，然后将采样后的I路基带信号和Q路基带信号合成复数信号

共保存为M^R个原始二维回波数据 ${\stackrel{\‾}{r}}_1({\mathrm{\η}}_0,t_n),...{\stackrel{\‾}{r}}_j({\mathrm{\η}}_0,t_n),...{\stackrel{\‾}{r}}_{M^R}({\mathrm{\η}}_0,t_n).$

3.根据权利要求2所述的阵列三维SAR数据获取方法，其特征在于，所述子步骤A1中OFDM-Chirp正交编码方式为：

以脉冲宽度为T_p，调频率为K_r，DA采样率为F_s，数字波形长度为N＝F_sT_p，子载波间隔为Δf＝1/T_p，子载波为f_p＝pΔf的线性调频信号即Chirp信号s(t)的频域数字波形序列S为基础，采用逐级前/后向内插零的方式生成多个基带发射OFDM-Chirp信号数字波形序列

i＝0，1...2^LN-1，其中上标L表示第L级内插零过程，下标i＝0，1...2^L-1表示第L级内插零过程中产生的第i个数字波形，用T_F表示前向内插零算子，T_B表示后向内插零算子；取前M^T个

分别对应M^T个发射天线，将每个数字波形序列

经IFFT变换和DA转换变换成模拟形式的基带发射OFDM-Chirp信号

其中DA采样率为F_s，共得到M^T个基带发射信号

4.根据权利要求1所述的阵列三维SAR数据获取方法，其特征在于，所述步骤C的OFDM-Chirp正交解码回波分离过程包括：

子步骤C1，对步骤B得到的每个原始二维回波数据信号记在固定慢时间采样时刻η_k处，其快时间域离散信号为

其中n＝0，1，...，2^LN+K-1，使用圆移操作使其长度由2^LN+K降为2^LN，得到

子步骤C2，对子步骤C1得到的每个圆移后的信号

进行2^LN点FFT变换，得到其频谱R_j[p]；

子步骤C3，对子步骤C2得到的频谱R_j[p]进行多相分解，再与第i个发射天线的基带发射信号频谱

进行匹配滤波得到对应第i个发射天线和第j个接收天线的通道响应

子步骤C4，通过子步骤C1～C3从M^R个回波数据中共分离得到慢时间采样时刻η_k处共M^TM^R个跨航向孔径综合成像采样数据，按跨航向孔径综合中虚拟阵元的位置记为 $\hat{r}({\mathrm{\η}}_k,t_n,v_m),m=\mathrm{0,1}...M^T{M}^R-1.$

5.根据权利要求3或4所述的阵列三维SAR数据获取方法，其特征在于，所述OFDM-Chirp波形编码调制通过OFDM硬件结构实现；波形解码调制在数字域进行。

6.根据权利要求1所述的阵列三维SAR数据获取方法，其特征在于，步骤C所述的跨航向孔径综合是通过采用跨航向多发多收稀疏阵列形成满足成像要求的跨航向均匀分布等效线性阵列实现；跨航向稀疏阵列采用不唯一的阵型结构设计，均匀分布等效线性阵列的虚拟阵元间隔d和阵列长度L_virtual满足：

$d\≤\frac{\mathrm{\λ}}{4\left|\sin \mathrm{\θ}\right|}$

$L_{\mathrm{virtual}}\≥\frac{\mathrm{\λR}}{2\mathrm{\ρ}}$

其中，[-θ，θ]为场景内最大不模糊方位角度范围，ρ为距离R处目标的跨航向分辨率要求，λ为雷达工作波长。

7.根据权利要求1所述的阵列三维SAR数据获取方法，其特征在于，M^T个发射天线同时发射OFDM-Chirp正交波形编码信号，一次完整的跨航向孔径综合成像采样数据在一个雷达脉冲重复周期内获得。

8.根据权利要求1所述的阵列三维SAR数据获取方法，其特征在于，M^TM^R个跨航向孔径综合成像采样数据

是通过对M^R个接收天线接收到的回波数据采样后进行OFDM-Chirp正交解码回波分离得到。

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