[发明专利]一种方位多通道SAR信号自适应重构方法

摘要

本发明属于雷达技术领域领域，公开了一种方位多通道SAR的信号自适应重构方法，包括：获取各通道接收到的回波数据的二维谱；对于基带频率范围内的每一基带频率，利用二维谱得到对应的多通道数据矩阵得到对应的协方差矩阵；在多普勒频率范围内的每一多普勒频率处构造对应的第一导向矢量，进而利用第一导向矢量以及每一基带频率对应的协方差矩阵，计算得到该多普勒频率处的N个多普勒谱，利用每一多普勒频率处的N个多普勒谱确定基带多普勒中心及有效多普勒带宽，在每一基带频率处，根据基带多普勒中心及有效多普勒带宽得到模糊分量编号，利用模糊分量编号重构该基带频率处的信号矩阵。本发明能够保持多普勒谱的完整性，提高重构信号的信噪比。

主权项

1.一种方位多通道SAR的信号自适应重构方法，所述方位多通道SAR包括M个通道，M为整数，M＞1，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1，对所述M个通道中的第m个通道接收到的回波数据进行等效相位中心处理，接着对等效相位中心处理后的回波数据进行距离向脉冲压缩处理，然后对经距离向脉冲压缩处理后的回波数据进行方位维和距离维的快速傅里叶变换，得到所述第m个通道接收到的回波数据的二维谱{S1(fr，fb)，S2(fr，fb)，…，Sm(fr，fb)，…，SM(fr，fb)}；其中，S_m(f_r，f_b)表示第m个通道接收到的回波数据的二维谱，m取1到M之间的所有整数值；f_r表示距离频率，f_r∈{f_r⁽¹⁾，f_r⁽²⁾，…，f_r^(L)}，L表示距离向采样点数；f_b表示基带频率，PRF表示脉冲重复频率；步骤2，对于基带频率范围内的全部N个基带频率中的第n个基带频率f_b⁽ⁿ⁾，利用步骤1中得到的所述M个通道接收到的回波数据在所述第n个基带频率f_b⁽ⁿ⁾、第i个距离频率f_r⁽ⁱ⁾处的二维谱，构造得到所述第n个基带频率f_b⁽ⁿ⁾的第i个多通道数据矩阵S(f_r⁽ⁱ⁾，f_b⁽ⁿ⁾)＝[S₁(f_r⁽ⁱ⁾，f_b⁽ⁿ⁾) S₂(f_i⁽ⁱ⁾，f_b⁽ⁿ⁾)…S_m(f_r⁽ⁱ⁾，f_b⁽ⁿ⁾)…S_M(f_r⁽ⁱ⁾，f_b⁽ⁿ⁾)]；其中，N为整数，n取1到N之间的所有整数值，i取1到L之间的所有整数值，上标T表示转置运算；利用所述第n个基带频率f_b⁽ⁿ⁾的全部L个多通道数据矩阵{S(f_r⁽¹⁾，f_b⁽ⁿ⁾)，S(f_r⁽²⁾，f_b⁽ⁿ⁾)，…，S(f_r^(L)，f_b⁽ⁿ⁾)}，计算得到所述第n个基带频率f_b⁽ⁿ⁾对应的协方差矩阵步骤3，在多普勒频率范围内的全部P个多普勒频率中的第p个多普勒频率f_a^(p)处，构造得到所述第p个多普勒频率f_a^(p)对应的第一导向矢量进而利用所述第一导向矢量b以及所述第n个基带频率f_b⁽ⁿ⁾对应的协方差矩阵R_n，计算得到所述第p个多普勒频率f_a^(p)在所述第n个基带频率f_b⁽ⁿ⁾处的多普勒谱其中，P为整数，p取1到P之间的所有整数值，υ表示所述方位多通道SAR的速度，D_a表示发射天线长度，x_m表示第m个通道与参考通道等效相位中心之间的距离，上标‑1表示求逆运算，上标H表示共轭转置运算；确定所述第p个多普勒频率fa(p)处的N个多普勒谱中的最大多普勒谱；步骤4，将全部P个多普勒频率中每一多普勒频率处的最大多普勒谱作为天线方向图在该多普勒频率处的取值，得到P个离散点，利用所述P个离散点进行高斯拟合，得到天线方向图；根据所述天线方向图，确定基带多普勒中心fdc；根据所述基带多普勒中心fdc以及所述天线方向图计算得到有效多普勒带宽Be；步骤5，在全部N个基带频率中的每一基带频率处，根据所述基带多普勒中心fdc以及所述有效多普勒带宽Be得到该基带频率处的模糊分量编号；利用该基带频率处的模糊分量编号构造得到该基带频率对应的第二导向矢量根据该基带频率对应的第二导向矢量c_i计算得到该基带频率处的最优权矢量进而根据该基带频率处的最优权矢量提取得到该基带频率处的全部I个模糊分量信号；其中，第i个模糊分量信号为S_ref(f_r，f_b+i·PRF)＝W_i^opt(f_b)·S(f_r，f_b)，i表示模糊分量编号，i分别取I_min到I_max之间的所有整数值，I_min表示模糊分量的最小编号，I_max表示模糊分量的最大编号，I＝I_max‑I_min+1；根据该基带频率处的全部I个模糊分量信号，重构得到该基带频率处的信号矩阵Sref(fr，fb)＝[Sref(fr，fb+Imin·PRF) Sref(fr，fb+Imin+1·PRF)…Sref(fr，fb+Imax·PRF)]T。