【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于信號處理，尤其涉及一種基于脈內多波束的高分辨率超寬幅成像方法及系統。
技術介紹
1、近些年來，隨著地球環境監測等應用需求對空間分辨率和成像幅寬的不斷增加，傳統的經典單通道sar系統受最小天線面積的限制不能同時滿足高分辨率與大幅寬，并且大范圍區域對應的接收數據量也將急劇增加，這將給有效載荷和衛星平臺帶來了巨大的存儲和處理負擔，給工程應用帶來了新的挑戰。傳統的俯仰向多波束(meb)技術通過在每個burst期間內同時照射多個子測繪帶區域來實現超寬幅，但多個接收子波束間存在嚴重的相互干擾，噪聲等效后向散射系數(nesz)和距離模糊比(rasr)等系統性能將被嚴重惡化，嚴重阻礙實際工程應用。
2、傳統星載sar系統難以同時實現高分辨率與超大幅寬成像的問題。
技術實現思路
1、本專利技術解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種基于脈內多波束的高分辨率超寬幅成像方法及系統，有效解決了傳統星載sar系統難以同時實現高分辨率與超大幅寬成像的難題，同時能夠在不損失成像幅寬的前提下有效減少載荷采集并記錄的有效數據量。
2、本專利技術目的通過以下技術方案予以實現：一種基于脈內多波束的高分辨率超寬幅成像方法，包括：在同一個脈沖重復周期內共發射多個不同的子脈沖，每個子脈沖照射一個與每個子脈沖相對應的子測繪帶得到每個子脈沖回波信號；將每個子脈沖回波信號進行濾波處理得到每個子測繪帶回波信號；對每個子測繪帶回波信號轉換到距離頻域進行匹配濾波處理得到每個接收通道的輸出信號
3、上述基于脈內多波束的高分辨率超寬幅成像方法中，每個子測繪帶回波信號通過如下公式得到：
4、
5、其中，stk(τ)為第k個子測繪帶回波信號，τ為快時間，tp為脈沖寬度，fk為第k個子波束的載頻，kr為lfm信號的調頻率，tpk為第k個子波束的發射延時，k為子波束的序號。
6、上述基于脈內多波束的高分辨率超寬幅成像方法中，每個接收通道的輸出信號通過如下公式得到：
7、
8、其中，srn,m(τ)為方位向第m個接收通道中俯仰向第n個接收通道的輸出信號，τ為快時間，tpk為第k個子波束的發射延時，fk為第k個子波束的載頻，為相控陣天線的輻射中心到第k個子測繪帶內散射目標的距離，dn為第n個接收通道與參考接收通道間的間距，θk表示第k個子測繪帶內目標所對應的法向偏移角，αk為第k個子測繪帶回波，λk為第k個子測繪帶對應波束的波長，σk為第k個子測繪帶的后向散射系數，c為光速。
9、上述基于脈內多波束的高分辨率超寬幅成像方法中，每個接收通道的時變加權系數通過如下公式得到：
10、
11、其中，為第n個接收通道的時變加權系數，τ為快時間，dn為第n個接收通道與參考接收通道間的間距，λk為第k個子測繪帶對應波束的波長，θk(τi)為τi時刻第k個子測繪帶內目標所對應的法向偏移角，τi為第i個采樣點對應的時刻，i為采樣點的序號，nr為距離向總采樣點數，τstart為sar系統在第1個子測繪帶內的回波信號采樣起始時刻，h為平臺高度，fr為距離向采樣頻率，β為sar天線的法向安裝角度，c為光速。
12、上述基于脈內多波束的高分辨率超寬幅成像方法中，方位向每個接收通道dbf處理后的信號通過如下公式得到：
13、
14、其中，rm,dbf(τ)為俯仰向第m個接收通道dbf處理后的信號，τ為快時間，為俯仰向第n個接收通道的時變加權系數，srn,m(τ)為方位向第m個接收通道中俯仰向第n個接收通道的輸出信號，m為方位向通道序號，m為方位向通道總數量。
15、上述基于脈內多波束的高分辨率超寬幅成像方法中，重構后的信號通過如下公式得到：
16、
17、其中，rout為重構后的信號，rm,dbf(fa)為轉換到距離多普勒域后的俯仰向第m個接收通道dbf處理后的信號，pm(fa)為方位向第m個接收通道對應的重構濾波器，fa為方位向頻率，m為方位向通道序號，m為方位向通道總數量。
18、一種基于脈內多波束的高分辨率超寬幅成像系統，包括：第一模塊，用于在同一個脈沖重復周期內共發射多個不同的子脈沖，每個子脈沖照射一個與每個子脈沖相對應的子測繪帶得到每個子脈沖回波信號；第二模塊，用于將每個子脈沖回波信號通過帶通濾波器進行濾波處理得到每個子測繪帶回波信號；第三模塊，用于對每個子測繪帶回波信號轉換到距離頻域進行匹配濾波處理得到每個接收通道的輸出信號；第四模塊，用于根據每個接收通道的時變加權系數和每個接收通道的輸出信號得到每個接收通道dbf處理后的信號；第五模塊，用于對每個接收通道dbf處理后的信號轉換到距離多普勒域后進行無模糊信號重構處理得到重構后的信號即每個子測繪帶信號；第六模塊，用于對每個子測繪帶信號進行二維聚焦處理得到每個子測繪帶區域的sar圖像；第七模塊，用于對每個子測繪帶區域的sar圖像在距離向進行拼接處理，得到高分辨率超大幅寬sar圖像。
19、上述基于脈內多波束的高分辨率超寬幅成像系統中，每個子測繪帶回波信號通過如下公式得到：
20、
21、其中，stk(τ)為第k個子測繪帶回波信號，τ為快時間，tp為脈沖寬度，fk為第k個子波束的載頻，kr為lfm信號的調頻率，tpk為第k個子波束的發射延時，k為子波束的序號。
22、上述基于脈內多波束的高分辨率超寬幅成像系統中，每個接收通道的輸出信號通過如下公式得到：
23、
24、其中，srn,m(τ)為方位向第m個接收通道中俯仰向第n個接收通道的輸出信號，τ為快時間，tpk為第k個子波束的發射延時，fk為第k個子波束的載頻，為相控陣天線的輻射中心到第k個子測繪帶內散射目標的距離，dn為第n個接收通道與參考接收通道間的間距，θk表示第k個子測繪帶內目標所對應的法向偏移角，αk為第k個子測繪帶回波，λk為第k個子測繪帶對應波束的波長，σk為第k個子測繪帶的后向散射系數，c為光速。
25、上述基于脈內多波束的高分辨率超寬幅成像系統中，每個接收通道的時變加權系數通過如下公式得到：
26、
27、其中，為第n個接收通道的時變加權系數，τ為快時間，dn為第n個接收通道與參考接收通道間的間距，λk為第k個子測繪帶對應波束的波長，θk(τi)為τi時刻第k個子測繪帶內目標所對應的法向偏移角，τi為第i個采樣點對應的時刻，i為采樣點的序號，nr為距離向總采樣點數，τstart為sar系統在第1個本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于脈內多波束的高分辨率超寬幅成像方法，其特征在于包括：
2.根據權利要求1所述的基于脈內多波束的高分辨率超寬幅成像方法，其特征在于：每個子測繪帶回波信號通過如下公式得到：
3.根據權利要求1所述的基于脈內多波束的高分辨率超寬幅成像方法，其特征在于：每個接收通道的輸出信號通過如下公式得到：
4.根據權利要求1所述的基于脈內多波束的高分辨率超寬幅成像方法，其特征在于：每個接收通道的時變加權系數通過如下公式得到：
5.根據權利要求1所述的基于脈內多波束的高分辨率超寬幅成像方法，其特征在于：方位向每個接收通道DBF處理后的信號通過如下公式得到：
6.根據權利要求1所述的基于脈內多波束的高分辨率超寬幅成像方法，其特征在于：重構后的信號通過如下公式得到：
7.一種基于脈內多波束的高分辨率超寬幅成像系統，其特征在于包括：
8.根據權利要求7所述的基于脈內多波束的高分辨率超寬幅成像系統，其特征在于：每個子測繪帶回波信號通過如下公式得到：
9.根據權利要求7所述的基于脈內多波束的高分辨率超寬幅
10.根據權利要求7所述的基于脈內多波束的高分辨率超寬幅成像系統，其特征在于：每個接收通道的時變加權系數通過如下公式得到：
...【技術特征摘要】
1.一種基于脈內多波束的高分辨率超寬幅成像方法，其特征在于包括：
2.根據權利要求1所述的基于脈內多波束的高分辨率超寬幅成像方法，其特征在于：每個子測繪帶回波信號通過如下公式得到：
3.根據權利要求1所述的基于脈內多波束的高分辨率超寬幅成像方法，其特征在于：每個接收通道的輸出信號通過如下公式得到：
4.根據權利要求1所述的基于脈內多波束的高分辨率超寬幅成像方法，其特征在于：每個接收通道的時變加權系數通過如下公式得到：
5.根據權利要求1所述的基于脈內多波束的高分辨率超寬幅成像方法，其特征在于：方位向每個接收通道dbf處理后的信號通過如下公式得...
【專利技術屬性】
技術研發人員：周亞石，張慶君，呂爭，劉磊，韓曉磊，高賀利，劉亞利，侯文濤，
申請(專利權)人：中國空間技術研究院，
類型：發明
國別省市：
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