本发明涉及测量测试，具体涉及一种宽带成像相控阵雷达孔径渡越后补偿方法。
背景技术：
1、当前相控阵雷达主要用于探测和侦察，随着电子电路技术和制造工艺的不断发展，雷达功能和性能不断提升，而研制难度和工艺持续下降，目前已经开始大范围的推广应用。当前为了获得高的方位分辨率，必须采用大的阵列规模，而为了获得高的距离分辨率，必须采用宽带信号。在宽带信号模型下，仅使用移相器调整相位差，会导致波束出现色散现象，造成带内波束指向随频率漂移，即是宽带雷达孔径渡越效应。
2、通常采用在阵列各单元或各子阵级别上插入实时电控延迟线【参考文献：分布式宽带相控阵雷达波束控制技术胥志毅2021年7月】，来补偿电扫描时的孔径渡越时间，这种方法已经应用于国内外宽带成像相控阵雷达中，是一种很成熟的方法，但该方法需要增加延迟网络，对于大规模阵列来说，难度和成本都很大。另一种通过数字补偿的方法【参考文献：宽带成像相控阵雷达距离像的失真与补偿方法刘丹航天科工23所】，将相控阵天线孔径渡越时间对目标回波的作用看作滤波器，通过对接收信号进行加权，消除天线孔径渡越时间对距离像的影响，不能解决方位像的孔径渡越影响。
3、因此，需要一种可解决宽带相控阵雷达孔径渡越效应导致的图像距离像和方位像模糊问题的方法。
技术实现思路
1、本发明是为了解决宽带相控阵雷达孔径渡越效应导致的图像距离像和方位像模糊问题，提供一种宽带成像相控阵雷达孔径渡越后补偿方法，在距离脉冲压缩前增加了角度方向的插值处理，图像不受孔径渡越效应的影响，能够重新聚焦，可实现对目标的高分辨率成像。相比电控延迟线的方法，本发明不需要增加电控延迟线，硬件成本低，阵列规模可定制、可扩展性强；相比距离像数字补偿的方法，本发明能够实现方位和距离的同时补偿，获得两个方向的高分辨率。
2、本发明提供一种宽带成像相控阵雷达孔径渡越后补偿方法，包括以下步骤：
3、s1、宽带成像相控阵雷达控制相控阵天线波束从θ1扫描至θ2，扫描过程中控制宽带成像相控阵雷达发射线性调频连续波信号，并接收目标反射的回波信号s(t,θ)；
4、s2、将回波信号s(t,θ)进行时间t域的傅里叶变换得到变换后频率域结果s(f,θ)；
5、s3、对变换后频率域结果s(f,θ)进行角度方向的插值以解除变换后回波信号幅度频率f和角度θ的二维耦合，得到频率角度弯曲校正后回波信号s(f,θ')；
6、s4、根据雷达成像中距离脉冲压缩的方法使频率角度弯曲校正后回波信号s(f,θ′)乘以匹配滤波函数h(f)得到距离脉冲压缩回波信号s′(f,θ′)，其中匹配滤波函数为：
7、
8、s5、对距离脉冲压缩回波信号s′(f,θ′)进行频率f域的逆傅里叶变化得到频率角度弯曲校正和脉冲压缩后的成像结果s′(t,θ′)，一种宽带成像相控阵雷达孔径渡越后补偿方法完成。
9、本发明所述的一种宽带成像相控阵雷达孔径渡越后补偿方法，作为优选方式，步骤s1中，
10、
11、其中，t为时间变量，θ为相控阵天线波束直线，θ1≤θ≤θ2，n为相控阵单元个数，d为相控阵单元间距，kc为相控阵天线中心频率对应波数，fc为发射线性调频连续波的中心频率，γ为发射线性调频连续信号的调频率，r0为点目标所在距离，θ0为目标所在角度，c为光速，为纯虚数。
12、本发明所述的一种宽带成像相控阵雷达孔径渡越后补偿方法，作为优选方式，瞬时频率对应的波数k(t)为：
13、
14、本发明所述的一种宽带成像相控阵雷达孔径渡越后补偿方法，作为优选方式，步骤s2中，回波信号s(t,θ)为：
15、
16、其中，c1为傅里叶变换产生的常数系数，f为基带频率。
17、本发明所述的一种宽带成像相控阵雷达孔径渡越后补偿方法，作为优选方式，步骤s3中，
18、频率角度弯曲校正后回波信号s(f,θ')为：
19、
20、其中，θ’为差值后的角度坐标。
21、本发明所述的一种宽带成像相控阵雷达孔径渡越后补偿方法，作为优选方式，
22、
23、本发明所述的一种宽带成像相控阵雷达孔径渡越后补偿方法，作为优选方式，步骤s4中，距离脉冲压缩回波信号s′(f,θ′)为：
24、
25、本发明所述的一种宽带成像相控阵雷达孔径渡越后补偿方法，作为优选方式，步骤s5中，
26、频率角度弯曲校正和脉冲压缩后的成像结果s′(t,θ′)为：
27、
28、其中，δ(*)为单位冲激函数。
29、由于相控天线没有增加延迟线器件，在成像过程中，回波信号s(t,θ)在时间t和角度θ域不再正交、出现耦合，而且耦合情况与目标距离r0有关，在成像处理过程中无法对s(t,θ)直接插值实现解耦合，因此本发明将回波信号变换至频率域；而在对回波信号进行时间t域的傅里叶变换后又会存在频率f和角度θ的二维耦合，在频率f-角度θ域产生了弯曲且与目标距离r0无关，本发明通过在角度方向进行插值解耦合实现弯曲校正；最后进行雷达成像的距离脉冲压缩和频率f域逆傅里叶变化，得到频率角度弯曲校正和脉冲压缩后的成像结果。
30、本发明具有以下优点：
31、本发明在距离脉冲压缩前增加了角度方向的插值处理，图像不受孔径渡越效应的影响，能够重新聚焦，可实现对目标的高分辨率成像。相比电控延迟线的方法，本发明不需要增加电控延迟线，硬件成本低，阵列规模可定制、可扩展性强；相比距离像数字补偿的方法，本发明能够实现方位和距离的同时补偿，获得两个方向的高分辨率。
1.一种宽带成像相控阵雷达孔径渡越后补偿方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种宽带成像相控阵雷达孔径渡越后补偿方法，其特征在于：步骤s1中，
3.根据权利要求2所述的一种宽带成像相控阵雷达孔径渡越后补偿方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种宽带成像相控阵雷达孔径渡越后补偿方法，其特征在于：步骤s2中，所述回波信号s(t,θ)为：
5.根据权利要求1所述的一种宽带成像相控阵雷达孔径渡越后补偿方法，其特征在于：步骤s3中，
6.根据权利要求5所述的一种宽带成像相控阵雷达孔径渡越后补偿方法，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的一种宽带成像相控阵雷达孔径渡越后补偿方法，其特征在于：步骤s4中，所述距离脉冲压缩回波信号s′(f,θ′)为：
8.根据权利要求1所述的一种宽带成像相控阵雷达孔径渡越后补偿方法，其特征在于：步骤s5中，
