一种高频SAR的动目标成像算法

总体工程

一种高频S AR的动目标成像算法3

彭会斌1,薛文虎2,朱三文2

(1.海军装备部驻上海地区军事代表局,　上海200083;　2.海军工程大学电子工程学院,　武汉430033)

【摘要】　首先建立单运动点目标的高频合成孔径雷达(HF2S AR)信号模型;然后基于频域校正距离徙动的距离-多普勒算法和适合动目标的方位脉压函数,设计了一种动目标成像算法;最后通过仿真比较分别用静目标和动目标的方位脉压函数对动目标回波信号进行成像处理的结果,得出了动目标的距离向速度导致成像位置偏移,而方位向速度导致图像散焦的结论。仿真结果表明文中设计的动目标成像算法能够实现HF2SAR对运动点目标的精确成像。

【关键词】　高频地波;合成孔径雷达;动目标成像

中图分类号:T N957.52 文献标识码:A

An Algor i thm of M ov i n g Ta r get Im a gi n g for H i gh Fr equency SAR

PENG Hui2bin1,X UE W en2hu2,ZHU San2wen2

(1.M ilitary Deputy B ureau of Shanghai Regi on,N aval Equi pm ent Depa rt m ent,　Shanghai200083,China)

(2.Electr onics Engineering College,Naval Unive rsity of Engineering,　W uhan430033,China)

【Abstra c t】　Firstly,a HF2S AR signa l mode l of a single moving t a rge t is se t u p.Then we de sign an i m aging alg orith m for moving t a rge ts ba sed on range2Dopp ler alg orit hm with R ange Ce ll M igra tion Correc tion(RCMC)in frequency do ma in and an azi2 muth pulse co mpressi on func tion app ro p riate t o moving targets.F i nall y,we compa re the i maging results of moving t a rgets with the azi muth pulse co mpressi on func tions for static and movi ng ta rgets re s pectiv e ly throug h nu m erical si mulati on.The conc lusi on is that the radial ve l oc ity results in a shift of i m age positi on,and the c r oss2range v e l ocit y induce s defocusing effect.Si mula ti on re s ults sh ow tha t p recise i maging of moving targe ts by HF2SAR can be i m p le m ented with the desig ned alg o rith m.It indica t e s tha t HF2S AR is feasible t o be used in moving point ta rget i magi ng with a single site radar.

【Key word s】HF surface wave;S AR;moving ta rget i magi ng

0　引　言

近年来,高频地波雷达已被广泛用于海洋环境监测和海态遥感,并且开发了一些实用系统,如美国的CO DAR[1]和德国的W ERA[2]。测量表层海流时,系统大多采用双站配置的异地测量方法,从而使设备和人力的投入都大幅增加。设计一种有效的单站测量表层海流的原理和方法,对于降低成本、提高效率具有重要意义。文献[3-4]从时间相关和空间相关角度给出了不同的实现方法,但这些方法在某些位置的测量误差较大,且以降低测量的时效性或空间分辨率为代价,不能满足工程应用要求。

合成孔径雷达具有高分辨率成像能力,且方位分辨率与距离、波长无关。文献[5]提出了高频合成孔径雷达(HF2S AR)的概念,但尚未通过动目标成像仿真来验证HF2S AR的可行性。1　信号模型

对HF2S AR成像场景中某运动点目标P的回波进

行分析,设此点目标到航线的垂直距离为R B,-T s/2

s

/2,并以此垂直距离线和航线交点的时间t为

零时刻,而在任意时刻雷达至P点的距离为R(t

m

)。设雷达发射信号的复包络为

s t(t^)=rec t t

^

T

P

exp(jπK t^2)(1)式中:t^=t-m T为快时间;m为方位向采样时刻序号;

T为脉冲重复周期;t

m

=m T为慢时间;T

p

为脉冲宽度; K为线性调频率。雷达接收的点目标回波的基带信号在快时间-慢时间域可写为[6]

s

r

(t^,t

m

)=rec t t

^

T

P

exp〔jπK t^-2R(t m)

c

2

〕×

01

第30卷　第8期

　2008年8月

现代雷达

Modern Rada r

Vol.30

　No.8

Aug ust2008

3收稿日期22 修订日期22

基金项目国家63计划资助项目(5635)

:20080422:20080720

:8200A A220