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[發(fā)明專利]一種構(gòu)建雙站線陣三維成像合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)方法有效

專利信息
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> 200810045976.5 申請(qǐng)日: 2008-09-03
公開(公告)號(hào): CN101666880A 公開(公告)日: 2010-03-10
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 張曉玲;王銀波;師君;李偉華 申請(qǐng)(專利權(quán))人: 電子科技大學(xué)
主分類號(hào): G01S13/90 分類號(hào): G01S13/90
代理公司: 暫無(wú)信息 代理人: 暫無(wú)信息
地址: 610054四*** 國(guó)省代碼: 四川;51
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 一種 構(gòu)建 雙站線陣 三維 成像 合成孔徑雷達(dá) 系統(tǒng) 方法
【權(quán)利要求書】:

1.一種構(gòu)建雙站線陣三維合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)的方法,其特征是它包括如下步驟:

步驟1:發(fā)射系統(tǒng)構(gòu)建

雙站線陣三維合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)射系統(tǒng)是將發(fā)射機(jī)安置于發(fā)射平臺(tái)上組成發(fā)射系統(tǒng),發(fā)射機(jī)發(fā)射帶寬為B,脈寬為Tr、方位波束角為θta,水平波束角為θtc的線性調(diào)頻信號(hào),發(fā)射機(jī)發(fā)射的線性調(diào)頻信號(hào)以PRF的頻率在載頻fc上發(fā)射,PRF為脈沖重復(fù)頻率;發(fā)射平臺(tái)以恒矢量速度?飛行,其初始化飛行高度為Ht0;

步驟2:線陣接收機(jī)構(gòu)建

雙站線陣三維合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)接收平臺(tái)上的線陣接收機(jī)包括以下部分:一臺(tái)接收機(jī),一個(gè)控制開關(guān),M條饋線(2)和M個(gè)線陣饋元(3),M是自然數(shù),M的大小由雙站線陣三維合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)一個(gè)飛行孔徑內(nèi)脈沖重復(fù)頻率的個(gè)數(shù)決定;控制開關(guān)通過M條饋線(2)和M個(gè)線陣饋元(3)相連,一條饋線(2)僅與一個(gè)線陣饋元(3)相連,線陣接收機(jī)和控制開關(guān)相連,從而實(shí)現(xiàn)接收機(jī)和饋元相連;線陣(1)的長(zhǎng)度為L(zhǎng),L的大小由雙站線陣三維合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)要獲取的分辨率決定;在一個(gè)飛行孔徑內(nèi),控制開關(guān)控制:在每一個(gè)慢時(shí)間n,打開一個(gè)線陣饋元(3),且在每一個(gè)慢時(shí)間n僅有指定的一個(gè)線陣饋元被打開,其余都關(guān)閉,其中,n=1…N,N為散射點(diǎn)?在一個(gè)飛行孔徑內(nèi)的慢時(shí)間總個(gè)數(shù);每一個(gè)線陣饋元(3)都保持與發(fā)射機(jī)空間同步、頻率同步和時(shí)間同步,線陣饋元(3)的方位波束角為?i=1…M,水平波束角分別為?i=1…M,M為線陣饋元(3)的個(gè)數(shù);線陣接收機(jī)的接收波門為Tp,采樣頻率為fs;

步驟3:接收系統(tǒng)構(gòu)建

雙站線陣三維合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)接收系統(tǒng)是將線陣接收機(jī)安置于接收平臺(tái)上,線陣接收機(jī)沿接收平臺(tái)運(yùn)動(dòng)方向的垂直方向放置;線陣接收機(jī)和發(fā)射機(jī)實(shí)施空間同步、頻率同步和時(shí)間同步;接收平臺(tái)以恒矢量速度?運(yùn)動(dòng),接收平臺(tái)的初始化飛行高度為Hr0

接收系統(tǒng)中的線陣接收機(jī)對(duì)發(fā)射機(jī)發(fā)射到測(cè)繪場(chǎng)景后的回波進(jìn)行數(shù)據(jù)接收,雙站線陣三維合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)的線陣接收機(jī)接收到的回波數(shù)據(jù)為?

步驟4:回波數(shù)據(jù)距離壓縮

采用合成孔徑雷達(dá)標(biāo)準(zhǔn)距離壓縮方法對(duì)合成孔徑雷達(dá)距離向回波數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮,得到距離壓縮后的雙站線陣三維成像合成孔徑雷達(dá)數(shù)據(jù),記做

步驟5:距離壓縮后數(shù)據(jù)插值、重采樣

對(duì)成像場(chǎng)景中的一個(gè)散射點(diǎn)計(jì)算發(fā)射機(jī)天線相位中心在慢時(shí)間n到散射點(diǎn)的距離和線陣接收機(jī)在慢時(shí)間n到散射點(diǎn)的距離這里n=1…N,N為散射點(diǎn)在一個(gè)飛行孔徑內(nèi)的慢時(shí)間總個(gè)數(shù),i=1…M0,M0為散射點(diǎn)在一個(gè)飛行孔徑內(nèi)第n慢時(shí)間控制開關(guān)打開的饋元在線陣上的位置,把計(jì)算得到的距離?與相加,得到慢時(shí)間n處散射點(diǎn)的雙站距離史

采用標(biāo)準(zhǔn)辛格插值重采樣方法得到一個(gè)窗長(zhǎng)為W0的辛格函數(shù)h(x),其中?窗長(zhǎng)W0是h(x)的采樣點(diǎn)數(shù),窗長(zhǎng)W0根據(jù)插值重采樣的要求選定;

從距離壓縮后的雙站線陣三維成像合成孔徑雷達(dá)數(shù)據(jù)中取第n個(gè)慢時(shí)間的距離史所在距離門的窗長(zhǎng)為W0的數(shù)據(jù),得到用于插值重采樣的數(shù)據(jù),采用標(biāo)準(zhǔn)辛格插值方法對(duì)插值重采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行插值,得到插值重采樣后的數(shù)據(jù)Cn,我們定義上述過程為一個(gè)慢時(shí)間的插值重采樣;

采用標(biāo)準(zhǔn)辛格插值重采樣的方法,對(duì)每一個(gè)慢時(shí)間進(jìn)行插值重采樣,得到一個(gè)孔徑內(nèi)每一個(gè)慢時(shí)間的插值重采樣后的數(shù)據(jù)Cn,n=1……N,N為一個(gè)飛行孔徑內(nèi)散射點(diǎn)?的慢時(shí)刻的個(gè)數(shù);

步驟6:插值重采樣后數(shù)據(jù)沿慢時(shí)間相干求和

根據(jù)補(bǔ)償相位因子的計(jì)算公式?計(jì)算一個(gè)飛行孔徑內(nèi)散射點(diǎn)在每一個(gè)慢時(shí)間n應(yīng)補(bǔ)償?shù)南辔灰蜃覭(n),得到每一個(gè)慢時(shí)間n的補(bǔ)償相位因子,這里為對(duì)應(yīng)的雙站距離史,n=1……N,N為一個(gè)飛行孔徑內(nèi)散射點(diǎn)?的慢時(shí)刻的個(gè)數(shù),c為光速;

將步驟5中所得到的插值重采樣后的數(shù)據(jù)Cn與它對(duì)應(yīng)的慢時(shí)間n的補(bǔ)償相位因子K(n)相乘,得到相位補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)An;把每一個(gè)慢時(shí)間相位補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)An相加得到成像后點(diǎn)的后向散射系數(shù)σω,即:?

步驟7:全場(chǎng)景成像

重復(fù)步驟5與步驟6,對(duì)測(cè)繪場(chǎng)景中離散化的每一個(gè)散射點(diǎn)進(jìn)行成像,得到整個(gè)測(cè)繪場(chǎng)景的全場(chǎng)景成像;成像場(chǎng)景中每個(gè)像素點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的后向散射矩陣為σ。

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