基于機載單通道SAR數(shù)據(jù)的地面運動目標檢測算法

其中，λ是波長，K'是和目標后向散射系數(shù)有關(guān)的常數(shù)，Ts是合成孔徑時間。

2 單通道SAR數(shù)據(jù)抽取為兩通道SAR數(shù)據(jù)
合成孔徑雷達照射全場景時(條帶式工作)，方位向相干積累脈沖個數(shù)需滿足

其中，Nazi為方位向相干積累脈沖個數(shù)，Ls為合成孔徑長度，l為場景沿航跡向長度，va是載機飛行速度，prf是脈沖重復(fù)頻率。當方位向相干脈沖積累個數(shù)較多，使回波數(shù)據(jù)在方位向有冗余時，可對方位向數(shù)據(jù)進行抽取，即重頻需要滿足

其中，一般n≥12為正整數(shù)(n的取值決定可抽取多少路數(shù)據(jù))，Bd=2va／D(D為天線方位向孔徑大小)為地雜波譜寬。經(jīng)過抽取得到的n路數(shù)據(jù)其脈沖重復(fù)頻率是未抽取前的1／n。每路數(shù)據(jù)各自包含非重復(fù)的相等的相干積累脈沖個數(shù)，且各路之間間隔相等的脈沖個數(shù)。另外，考慮到抽取后數(shù)據(jù)的多普勒模糊和距離模糊，prf需要滿足

其中，vr為目標徑向速度，W為天線高低向的孔徑長度，Rs為場景中心斜距，β為雷達下視角。式(9)與式(8)聯(lián)合可得

理論上，prf只要能滿足式(10)的要求，就可以對回波數(shù)據(jù)在方位向進行多抽1(n路數(shù)據(jù))而成像。理想情況下，在雷達平臺沒有運動誤差、地面場景較平坦，即雜波起伏不大時，對抽取后的數(shù)據(jù)補償后再進行DPCA處理，就可以完成地面低速運動目標的檢測。文中方法的仿真實驗結(jié)果證明了這一點。其中，動目標檢測性能主要由抽取后的數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性決定，相關(guān)性越高，檢測性能越好。
2．1 單通道仿真回波數(shù)據(jù)抽取為兩通道SAR數(shù)據(jù)
該方法把仿真得到的單通道原始回波數(shù)據(jù)近似為滿足DPCA條件的兩通道數(shù)據(jù)。由于該仿真數(shù)據(jù)的prf=6*Bd，其中Bd=2va/D(D為天線方位向孔徑大小)為地雜波譜寬，故原始回波數(shù)據(jù)具有冗余信息。文中采取對原始回波數(shù)據(jù)進行2抽1，即利用原始回波數(shù)據(jù)在方位向的冗余性，抽取在奇數(shù)次序方位脈沖位置上的數(shù)據(jù)組成C1路信號，在偶數(shù)次序方位脈沖位置上的數(shù)據(jù)組成C2路信號。經(jīng)過抽取得到的兩路數(shù)據(jù)其脈沖重復(fù)頻率是未抽取前的一半。這樣，C1，C2兩路信號近似為滿足B=va/prf(B為等效的C1，C2兩路通道的天線間距)條件的兩通道數(shù)據(jù)，如圖2所示。對兩路數(shù)據(jù)非重疊部分舍棄，重疊部分單獨成像，得到兩幅復(fù)SAR圖像，然后進行DPCA處理檢測動目標。經(jīng)過處理后，進一步提高了兩幅復(fù)SAR圖像的相關(guān)性。與文獻[5]相比，文中方法是在方位向上每隔一個脈沖抽取數(shù)據(jù)，并且是直接對距離壓縮前的回波數(shù)據(jù)抽取，兩路數(shù)據(jù)間只相差一個脈沖，然后截取兩路數(shù)據(jù)的重疊部分，故數(shù)據(jù)之間相關(guān)性較高。其中相關(guān)系數(shù)的計算如式(11)

其中，z1，z2為抽取后得到的兩幅SAR圖像，表示取共軛，E表示數(shù)學期望算子。

用該方法對仿真數(shù)據(jù)進行處理，其流程圖，如圖3所示。

2．2 實測單通道SAR數(shù)據(jù)近似為兩通道SAR數(shù)據(jù)