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一種sar圖像中的雷達動目標抑制方法_3

文(wen)檔(dang)序號:9686259閱(yue)讀:來源:國知局
c,o(fa)表示期望的雜波方向,bc,k(fa),化=1,2,. . .,N-1)表示第k個多普勒模糊數的約束 雜波方向,ac,i(fa)表示構造得到的雷達動目標的動態導向矢量,Rs表示協方差矩陣,且Rs= E{S(fa,d)SH(fa,d)},S(fa,d) = [S(fa,dl),. . .,S(fa,cU),. . .,5^3,(1|?)]了^表示齡隹向量(1, 0,0,0,···),S(fa,dm)表示第m個通道的多普勒數據,d表示通道間距,me{1,2,. . . ,Μ},M表示 SAR雷達接收端的通道總個數。
[0055] 根據得到的抑制雷達動目標信號的無模糊雜波譜的權矢量,計算得到雷達動目標 得到抑制的靜止雷達目標回波信號S(fr,fa),其表達式為:
[0056]
[0057] 其中,fr表示距離頻率,fa表示方位多普勒頻率,Wr( ·)表示距離頻域窗函數,Waz (·)表示方位頻域窗函數,C表示光速,V表示SAR雷達沿X軸的飛行速度,Vr表示雷達動目標 徑向速度,Va表示雷達動目標橫向速度,化表示設定的雷達動目標最近距離,PRF表示脈沖重 復頻率,Φ(?·τ)的表達式為
[005引 Φ(fr)=-仙(fc+fr)(化-Vrtc) /c-231 (fc+fr) ( (V-Va)tc) 2/c化,fC表示載頻,tc表示雷 達動目標中屯、時刻。
[0059] 步驟5,對雷達動目標得到抑制的靜止雷達目標回波信號S(fr,fa)依次進行逆快速 傅立葉變換和方位逆去斜(Deramp)操作,計算得到雷達動目標抑制后的距離頻域方位時域 靜止雷達目標回波信號S(fr,ta)。
[0060] 具體地,對雷達動目標得到抑制的靜止雷達目標回波信號S(fr,fa)通過逆快速傅 立葉變換(IFFT)到方位時域,計算得到雷達動目標到抑制的方位時域靜止雷達目標回波信 號Sra"p(fr,ta),如式(7)所示;同時,為補償掉方位去斜(Deramp)操作所帶來的相位影響,需 要對雷達動目標能量到抑制的方位時域靜止雷達目標回波信號Sramp(fr,ta)進行方位逆去 斜化eramp)操作,計算得到雷達動目標抑制后的距離頻域方位時域靜止雷達目標回波信號 8化心);其中,方位逆去斜化6腳1119)操作是將式(6)與式(7)相乘;式(7)的表達式為:
[0061]
(7)
[006引其中,fr表示距離頻率,fc表示載頻,ta表示慢時間,V表示SAR雷達沿X軸的飛行速 度,Va表示雷達動目標橫向速度,化表示設定的雷達動目標最近距離,C為光速。
[0063] 所述雷達動目標抑制后的距離頻域方位時域靜止雷達目標回波信號S(fr,ta)的表 達式為:
[0064]
C8)
[006引其中,k =4JT(fc+fr)/c,fr表示距離頻率,fc表示載頻,ta表示慢時間,V表示SAR雷達 沿X軸的飛行速度,Rb表示設定的雷達動目標最近距離,Wr( ·)為距離頻域窗函數,Waz( ·) 表示方位時間窗函數,C表示光速,X表示雷達動目標的方位位置。
[0066] 步驟6,對雷達動目標抑制后的距離頻域方位時域靜止雷達目標回波信號S(fr,ta) 通過距離徙動算法(RMA)進行徙動校正,再通過dechirping方法進行方位壓縮操作,得到雷 達動目標抑制后的SAR圖像。
[0067] 至此,一種SAR圖像中的動目標抑制方法基本完成。
[0068] W下通過仿真實驗數據來進一步驗證本發明的有效性。
[0069] (一)仿真參數
[0070]對一個機載SAR圖像進行逆聚焦操作,W得到原始靜止雷達目標的回波數據,選取 一幅包括兩條公路的SAR圖像;然后,利用平移操作構造一個16通道的原始SAR雷達數據,主 要的仿真參數如表1所示。沿著所述兩條公路設置四個雷達動目標,targetl~化rget4或雷 達動目標1~雷達動目標4,并把仿真回波加入到所述原始SAR雷達數據中,四個動目標的速 度參數如表2所示。
[00川表1仿真參數
[0072]
[007引(二)仿真內容
[0076]圖2為沒有考慮雷達動目標抑制而利用線性約束最小方差(LCMV)準則處理得到的 靜止場景重建結果示意圖,從圖2可W看到四個雷達動目標是散焦的,并且四個雷達動目標 都沒出現在各自對應的真實方位位置。另外,在得到的SAR圖像中沿方位向存在多個鬼影雷 達動目標。
[oow]圖3是利用結合二次波束的線性約束最小方差準則化CMV-QPC)方法LCMV-QPC方法 進行雜波抑制后得到的數據結果示意圖,從圖3中可W看到四個雷達動目標的多普勒譜得 到了明顯的壓縮。圖4是雷達動目標的粗聚焦結果示意圖;其中,targetl~target4表示雷 達動目標1~雷達動目標4;從圖4中可W看到圖像中并沒有出現鬼影雷達動目標,驗證了利 用結合二次波束的線性約束最小方差準則化CMV-QPC)方法可W對鬼影雷達動目標的能量 進行有效抑制。圖5為提取了雷達動目標1的信號并變換到距離壓縮域與方位慢時間域的結 果示意圖,從圖5中可W看到雷達動目標存在明顯的走動。圖6利用模石形格式化eystone) 變換后得到的雷達動目標結果示意圖,從圖6中可W看到雷達動目標的走動依然存在。圖7 為利用模糊數為3的濾波函數得到的走動校正后的結果示意圖,從圖7中可W看到雷達動目 標的走動得到完全校正。圖8雷達動目標的聚焦結果示意圖,從圖8中可W看到雷達動目標 聚焦效果良好。
[0078]圖9為利用本發明的去斜(Deramp)空時自適應處理方法得到的靜止場景重建結果 示意圖。由于粗聚焦的雷達動目標在方位向并沒有重合,因此利用動態導向矢量的概念,可 W只需要一個自由度對四個雷達動目標進行抑制。從圖9可W看出,在得到的SAR圖像中雷 達動目標已經被抑制。對圖2和圖9沿第2379個距離單元分別進行方位切片(其中包括雷達 動目標3 ),得到的幅度值如圖10 (a)和圖10 (b)所示;其中,圖10 (a)為對應圖2沿第2379個距 離單元進行方位切片(其中包括雷達動目標3)的結果示意圖;圖10(b)表示對應圖9沿第 2379個距離單元進行方位切片(其中包括雷達動目標3)的結果示意圖。
[0079] 從圖10(a)中可W看出,存在Ξ個明顯的雷達動目標信號分量,而在圖10(b)中所 述Ξ個明顯的雷達動目標信號分量被有效抑制。
[0080] 綜上所述,仿真實驗驗證了本發明的正確性,有效性和可靠性。
[0081] 顯然,本領域的技術人員可W對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精 神和范圍;運樣,倘若本發明的運些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍 之內,則本發明也意圖包含運些改動和變型在內。
【主權項】
1. 一種SAR圖像中的雷達動目標抑制方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟1,設定SAR雷達為一發多收模式,并設定SAR雷達接收端有Μ個通道,以及確定SAR 雷達發射端的參考通道,所述參考通道發射線性調頻脈沖信號,SAR雷達接收端的第m個通 道接收所述線性調頻脈沖信號,并據此得到所述線性調頻脈沖信號中的雷達動目標P(X, Rb)及靜止雷達目標,進而得到所述雷達動目標P(X,Rb)及靜止雷達目標的回波信號,然后對 雷達動目標P(X,R b)及靜止雷達目標的回波信號進行距離脈壓處理,得到雷達動目標P(X, Rb)及靜止雷達目標的距離頻域方位時域信號s(fr,ta;d m); 其中
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