本發(fā)明涉及電子信息技術(shù)雷達，具體涉及一種多波束sar寬幅成像與動目標檢測方法。

背景技術(shù)：

1、伴隨軍事、民用領(lǐng)域需求的提高，對合成孔徑雷達（sar）成像的要求不再限于靜止目標，還要求實現(xiàn)對場景中的運動目標檢測和成像。單航過大幅寬sar成像有利于地面信息的高效獲取，但是大幅寬下的動目標檢測面臨著距離模糊和多普勒模糊等難題，目前研究較少。因此，如何同時實現(xiàn)大幅寬成像和動目標檢測成為sar的研究熱點之一。

2、多輸入多輸出合成孔徑雷達（mimo-sar）具有更多的系統(tǒng)自由度，在高分辨、寬測繪帶成像和地面動目標檢測方面具有廣闊的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)多輸入多輸出合成孔徑雷達方法中，對不同距離模糊子帶發(fā)射正交波形，在回波中通過分離正交波形可以達到抑制距離模糊的目的，但該方法的模糊抑制能力取決于正交信號的正交性，而俯仰dbf的單獨使用又將導(dǎo)致場景的高度起伏影響模糊抑制結(jié)果。更重要的是，傳統(tǒng)模糊抑制方法難以同時實現(xiàn)距離模糊下的靜止目標和動目標成像。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、（一）要解決的技術(shù)問題

2、針對上述不足，本發(fā)明的主要目的在于提供一種多波束sar寬幅成像與動目標檢測方法，該方法在實現(xiàn)寬幅靜止場景成像的同時，實現(xiàn)場景中運動目標的檢測和成像。抑制了距離模糊對寬幅場景下動目標成像的影響，提高了寬幅模式下的動目標探測能力。

3、（二）技術(shù)方案

4、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種多波束sar寬幅成像與動目標檢測方法，包括：獲取多個包含運動目標的待成像距離子帶的初始apc（方位相位編碼）波形回波；將每一初始apc波形回波轉(zhuǎn)換到距離多普勒域，并使用方位dbf（數(shù)字波束形成）技術(shù)分離；解調(diào)分離后的每一初始apc波形回波并進行脈壓，得到多個中間apc波形回波；通過對每一中間apc波形回波進行俯仰dbf技術(shù)處理，得到多個目標apc波形回波；通過對每一目標apc波形回波進行方位壓縮以實現(xiàn)方位聚焦，得到初始子區(qū)域圖像；對每一初始子區(qū)域圖像采用圖像域空時自適應(yīng)處理，得到多個運動目標檢測后的中間子區(qū)域圖像；對多個運動目標檢測后的中間子區(qū)域圖像進行拼接，得到包含多個運動目標的寬幅sar圖像。

5、上述方案中，在獲取多個包含運動目標的待成像距離子帶的初始apc波形回波之前，還包括：沿俯仰向發(fā)射多個初始apc波形的波束至多個包含運動目標的待成像距離子帶，其中任一初始apc波形的波束指向一個對應(yīng)的待成像距離子帶，其中每一待成像距離子帶具有相應(yīng)的距離模糊數(shù)。

6、上述方案中，多波束sar成像采用俯仰向與方位向的二維面陣，其中發(fā)射方式為俯仰向線陣發(fā)射信號，接收方式為全二維面陣同時接收信號。

7、上述方案中，初始apc（方位相位編碼）波形通過以下方法確定，包括：根據(jù)寬幅sar圖像的預(yù)設(shè)成像寬度，確定子區(qū)域圖像的數(shù)量，其中子區(qū)域圖像的數(shù)量與待成像距離子帶的個數(shù)相同；根據(jù)子區(qū)域圖像的數(shù)量、每一待成像距離子帶的距離模糊數(shù)、俯仰向陣元個數(shù)與方位向陣元個數(shù)，確定每一指向?qū)?yīng)的待成像距離子帶的初始apc波形。

8、上述方案中，將每一初始apc波形回波轉(zhuǎn)換到距離多普勒域，并使用方位dbf（數(shù)字波束形成）技術(shù)分離，包括：通過使用方位dbf技術(shù)，在距離多普勒域，將接收初始apc波形回波的通道劃分為多個子陣以抑制徑向速度為零的運動目標的距離模糊，其中每一子陣包括多個相鄰的接收通道。

9、上述方案中，任一運動目標的徑向速度低于預(yù)設(shè)的第一閾值。

10、上述方案中，中間apc波形回波為已解調(diào)至零多普勒的apc波形回波。

11、上述方案中，通過對每一中間apc波形回波進行俯仰dbf技術(shù)處理，得到多個目標apc波形回波，包括：通過使用俯仰dbf技術(shù)，使脈壓處理后的每一中間apc波形回波分別在俯仰向的模糊角度上形成零陷以抑制運動目標造成的距離模糊，得到多個目標apc波形回波。

12、上述方案中，通過對每一目標apc波形回波進行方位壓縮以實現(xiàn)方位聚焦，得到多個初始子區(qū)域圖像，包括：通過對任一目標apc波形回波使用方位聚焦算法進行方位壓縮實現(xiàn)各待成像距離子帶的方位聚焦得到初始子區(qū)域圖像，其中初始子區(qū)域圖像為靜止場景圖像。

13、上述方案中，對每一初始子區(qū)域圖像采用圖像域空時自適應(yīng)處理包括：對所有待成像距離子帶的成像結(jié)果進行圖像域空時自適應(yīng)處理以抑制靜止雜波并實現(xiàn)各初始子區(qū)域圖像的運動目標檢測。

14、（三）有益效果

15、本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，至少具有以下有益效果：

16、（1）采用多個apc波形同時多波束發(fā)射的方法，將距離模糊轉(zhuǎn)化為方位模糊，然后借助方位dbf在多普勒域分離不同apc波形回波，因而距離模糊抑制能力不受距離向高度起伏的影響。

17、（2）在方位dbf分離各apc波形回波后，采用俯仰dbf抑制運動目標模糊，提高了對寬幅場景下運動目標距離模糊的抑制能力。

18、（3）采用俯仰同時多波束發(fā)射體制，可以靈活控制不同距離子帶的發(fā)射功率和發(fā)射帶寬，實現(xiàn)多種距離分辨率。

19、（4）在二維dbf后采用istap方法抑制靜止雜波，抑制了模糊雜波和模糊動目標對寬幅場景下的動目標成像的影響，提高了寬幅模式下的動目標探測能力。

技術(shù)特征：

1.一種多波束sar寬幅成像與動目標檢測方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多波束sar寬幅成像與動目標檢測方法，其特征在于，在所述獲取多個包含運動目標的待成像距離子帶的初始apc波形回波之前，所述方法還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多波束sar寬幅成像與動目標檢測方法，其特征在于，所述多波束sar成像采用俯仰向與方位向的二維面陣，其中發(fā)射方式為俯仰向線陣發(fā)射信號，接收方式為全二維面陣同時接收信號。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多波束sar寬幅成像與動目標檢測方法，其特征在于，所述初始apc（方位相位編碼）波形通過以下方法確定，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多波束sar寬幅成像與動目標檢測方法，其特征在于，所述將每一所述初始apc波形回波轉(zhuǎn)換到距離多普勒域，并使用方位dbf（數(shù)字波束形成）技術(shù)分離，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多波束sar寬幅成像與動目標檢測方法，其特征在于，任一所述運動目標的徑向速度低于預(yù)設(shè)的第一閾值。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多波束sar寬幅成像與動目標檢測方法，其特征在于，所述中間apc波形回波為已解調(diào)至零多普勒的apc波形回波。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多波束sar寬幅成像與動目標檢測方法，其特征在于，所述通過對每一中間apc波形回波進行俯仰dbf技術(shù)處理，得到多個目標apc波形回波，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多波束sar寬幅成像與動目標檢測方法，其特征在于，所述通過對每一所述目標apc波形回波進行方位壓縮以實現(xiàn)方位聚焦，得到多個初始子區(qū)域圖像，包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多波束sar寬幅成像與動目標檢測方法，其特征在于，所述對所述每一初始子區(qū)域圖像采用圖像域空時自適應(yīng)處理包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種多波束SAR寬幅成像與動目標檢測方法，包括：獲取多個包含運動目標的待成像距離子帶的初始APC波形回波；將每一初始APC波形回波轉(zhuǎn)換到距離多普勒域，并使用方位DBF技術(shù)分離；解調(diào)分離后的每一初始APC波形回波并進行脈壓，得到多個中間APC波形回波；通過對每一中間APC波形回波進行俯仰DBF技術(shù)處理，得到多個目標APC波形回波；通過對每一目標APC波形回波進行方位壓縮以實現(xiàn)方位聚焦，得到初始子區(qū)域圖像；對每一初始子區(qū)域圖像采用圖像域空時自適應(yīng)處理，得到多個運動目標檢測后的中間子區(qū)域圖像；對多個運動目標檢測后的中間子區(qū)域圖像進行拼接，得到包含多個運動目標的寬幅SAR圖像。

技術(shù)研發(fā)人員：陳龍永,徐義昊,張福博,唐海波
受保護的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9