CN109490885A - 一种基于多脉冲组合的sar去模糊成像方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于多脉冲组合的SAR去模糊成像方法，包括：对多脉冲组合的每个脉冲进行相位编码；雷达循环连续发射多脉冲组合中的脉冲同时接收对应的回波信号；对该回波信号进行相位对齐处理后，进行解码处理，将代表不同距离的雷达信息处理到不同的方位频段；对不同方位频段分别进行SAR成像处理，获得降低距离模糊的SAR图像。本发明利用多脉冲组合方法，可以减小合成孔径雷达工作体制形成的距离模糊，实现高质量的合成孔径雷达成像。

Description

一种基于多脉冲组合的SAR去模糊成像方法
技术领域
本发明涉及雷达技术领域，尤其涉及一种基于多脉冲组合的SAR去模糊成像方法。
背景技术
合成孔径雷达(SAR)是一种高分辨率微波成像雷达，可以对地面目标进行高分辨率的探测，并且具有全天候、全天时的优势。自上个世纪五十年代，孔径合成方法出现以来，SAR系统已经大量装载在飞机、卫星等飞行平台上用于对地面目标的探测，在地理资源调查、农作物监测、海洋监测、军事侦察等领域得到了广泛的应用。
成像幅宽是SAR系统的核心技术指标，SAR的成像幅宽受到其它工作参数的制约，SAR成像的最近距离受到脉冲重复频率、脉冲宽度和飞行场高等因素的影响，SAR成像的最远距离受到脉冲重复频率和飞行场高等因素的影响，为提高方位分辨率、降低方位模糊、提高方位向成像质量，通常希望提高SAR系统的脉冲重复频率，但这会导致距离模糊增加。
因此，在本领域存在以下需求：在优化合成孔径雷达其它参数时，降低对距离模糊的影响，提高合成孔径雷达成像质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于多脉冲组合的SAR去模糊成像方法，使合成孔径雷达在在优化其它参数时，降低对距离模糊的影响，提高合成孔径雷达成像质量。
为了实现上述目的，本发明提供了一种基于多脉冲组合的SAR去模糊成像方法。
其中，本发明提供的一种基于多脉冲组合的SAR去模糊成像方法，包括：
设多脉冲组合含有k个脉冲，对该多脉冲组合的每个脉冲进行相位编码，每个脉冲附加以下相位其中，k为脉冲个数，为第k个脉冲的相位；
雷达循环连续发射多脉冲组合中的脉冲，同时接收对应的回波信号；
对该回波信号进行相位对齐处理后，进行解码处理，将代表不同距离的雷达信息处理到不同的方位频段；
对不同方位频段分别进行SAR成像处理，获得降低距离模糊的SAR图像。
进一步的，相位为多脉冲组合中当前脉冲的附加相位，为前一个脉冲的相位，k为多脉冲组合中的脉冲编号。
进一步的，对回波信号进行相位对齐处理包括：
将代表不同距离的回波信号投影到不同的方位向然后进行解码处理。
进一步的，解码处理包括：
在SAR处理的方位向，构建代表不同频率区间的方位向滤波器；
利用构建的滤波器，对SAR接收到的回波信号在方位向进行滤波处理，得到代表降低距离模糊的雷达回波数据。
进一步的，代表不同频率区间的方位向滤波器的归一化中心频率为
进一步的，方位向滤波器信号带宽不高于归一化中心频率
根据本发明的实施例的基于多脉冲组合的SAR去模糊成像方法至少具有如下有益效果：
使合成孔径雷达在优化脉冲重复频率等系统参数时，降低对距离模糊的影响，提高合成孔径雷达成像质量。
附图说明
通过以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面了解，本发明的其他目的和效果将变得更加清楚和易于理解，其中：
图1是合成孔径雷达距离模糊的示意图；
图2是本发明实施例中Q＝2的一种SAR去模糊成像方法编码序列的示意图；
图3是本发明实施例中编码前的多脉冲组合在方位向形成的频谱示意图；
图4是本发明实施例中编码后的多脉冲组合在方位向形成的频谱意图；
图5是图2多脉冲组合所对应的归一化中心频率为的方位向滤波器的示意图；
图6是图2的多脉冲组合所对应的归一化中心频率为的方位向滤波器的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
请参照图1，是合成孔径雷达距离模糊的示意图。和常规雷达一样，SAR采取脉冲工作体制，也会带来距离模糊的问题。对于测绘的地域带而言，总可以找到某一斜距及其附近区域，其回波延迟时间和测绘带的回波延时相差整数个脉冲重复周期。
可以看出，当PRF提高时，距离模糊会增加，会影响成像质量的提高。
有鉴于此，本发明一实施例提供了一种基于多脉冲组合的SAR去模糊成像方法，包括：
首先，设多脉冲组合含有k个脉冲，对该多脉冲组合的每个脉冲进行相位编码，每个脉冲附加以下相位其中，k为脉冲个数，为第k个脉冲的相位；
一些实施例中，为多脉冲组合中当前脉冲的附加相位，为前一个脉冲的相位，k为多脉冲组合中的脉冲编号。
请参见图2，是一种基于多脉冲组合的SAR去模糊成像方法编码的示意图。不失一般性地，SAR发射脉冲时，从多脉冲组合的第1个脉冲开始、以多脉冲组合的第4个脉冲结束作为1个循环，并以此循环连续发射。
对于多脉冲组合的第1个脉冲，标记为Ma脉冲；
对于多脉冲组合的第2个脉冲，标记为Mb脉冲；
对于多脉冲组合的第3个脉冲，标记为Mc脉冲；
对于多脉冲组合的第4个脉冲，标记为Md脉冲。
设定Ma脉冲的附加相位为0，即则，
Mb脉冲的附加相位为
Mc脉冲的附加相位为
Md脉冲的附加相位为
然后，雷达循环连续发射多脉冲组合中的脉冲，同时接收对应的回波信号；
本实施例中，请参照图3和图4，是Q＝2的基于多脉冲组合的SAR去模糊成像方法的多脉冲组合的发射信号在编码前和编码后的频谱示意图，其中，图3为编码前的多脉冲组合在方位向形成的频谱，图4为编码后的多脉冲组合在方位向形成的频谱。图中展示了4个编码脉冲在SAR的方位向频谱，横轴对应频谱图的归一化频率(单位为π)，纵轴对应频谱图的归一化幅度。
最后，对该回波信号进行相位对齐处理后，进行解码处理，将代表不同距离的雷达信息处理到不同的方位频段；
并对不同方位频段分别进行SAR成像处理，获得降低距离模糊的SAR图像。
一些实施例中，对回波信号进行相位对齐处理包括：
将代表不同距离的回波信号投影到不同的方位向然后进行解码处理。
本实施例中，在接收端，对回波信号进行相位对齐处理，即使不同编码脉冲的接收信号的初始相位相同。这样，本次发射脉冲的接收回波信号处于频谱左端，前一次发射脉冲的接收信号处于频谱的右端，两次发射脉冲的接收信号在接收时原本混叠在一起，但通过对发射脉冲编码和接收信号的相位对齐处理，在方位向频域上变成是可分的，再经过滤波处理即可降低方位模糊。
一些实施例中，解码处理包括：
在SAR处理的方位向，构建代表不同频率区间的方位向滤波器；
利用构建的滤波器，对SAR接收到的回波信号在方位向进行滤波处理，得到代表降低距离模糊的雷达回波数据。
一些实施例中，代表不同频率区间的方位向滤波器的归一化中心频率为
本实施例中，图5和图6是图2多脉冲组合所对应的方位向滤波器的示意图。其中，
图5为图2多脉冲组合所对应的归一化中心频率为的方位向滤波器的示意图；
图6为图2的多脉冲组合所对应的归一化中心频率为的方位向滤波器的示意图。
一些实施例中，方位向滤波器信号带宽不高于归一化中心频率
本实施例中，滤波器信号带宽不高于归一化频率
本发明提供的基于多脉冲组合的SAR去模糊成像方法，利用两个滤波器分别对同时得到的本次脉冲和上次脉冲的混叠接收信号进行滤波处理，对于不同编码脉冲的接收信号，分离出本次脉冲的回波信号和上次脉冲的回波信号，实现了方位向去模糊。
应当注意，为了使本发明的实施方式更容易理解，上面的描述省略了对于本领域的技术人员来说是公知的、或是已公开的、并且对于本发明的实施方式的实现可能是必需的更具体的一些技术细节。例如，上面的描述省略了对数字滤波器的一般性描述。应该理解，根据本发明的实施例的多脉冲组合除了以上描述的Q＝2的4个脉冲的编码外，在实际情况中，可以采用更多个脉冲、或更少个多脉冲组合进行编码。上述说明仅仅是示意性的而不是限制性的。
提供本发明的说明书是为了说明和描述，而不是用来穷举或将本发明限制为所公开的形式。对本领域的普通技术人员而言，许多修改和变更都是可以的。
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，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 (6)

1.一种基于多脉冲组合的SAR去模糊成像方法，其特征在于，包括：
设多脉冲组合含有k个脉冲，对所述多脉冲组合的每个脉冲进行相位编码，每个脉冲附加以下相位其中，k为脉冲个数，为第k个脉冲的相位；
雷达循环连续发射多脉冲组合中的脉冲，同时接收对应的回波信号；
对所述回波信号进行相位对齐处理后，进行解码处理，将代表不同距离的雷达信息处理到不同的方位频段；
对不同方位频段分别进行SAR成像处理，获得降低距离模糊的SAR图像。
2.根据权利要求1所述的基于多脉冲组合的SAR去模糊成像方法，其特征在于，所述相位为多脉冲组合中当前脉冲的附加相位，为前一个脉冲的相位，k为多脉冲组合中的脉冲编号。
3.根据权利要求1所述的基于多脉冲组合的SAR去模糊成像方法，其特征在于，所述对回波信号进行相位对齐处理包括：
将代表不同距离的回波信号投影到不同的方位向然后进行解码处理。
4.根据权利要求1所述的基于多脉冲组合的SAR去模糊成像方法，其特征在于，所述解码处理包括：
在SAR处理的方位向，构建代表不同频率区间的方位向滤波器；
利用构建的滤波器，对SAR接收到的回波信号在方位向进行滤波处理，得到代表降低距离模糊的雷达回波数据。
5.根据权利要求4所述的解码处理，其特征在于，所述代表不同频率区间的方位向滤波器的归一化中心频率为
6.根据权利要求4所述的解码处理，其特征在于，所述方位向滤波器的信号带宽不高于归一化中心频率
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