CN111007510A - 合成孔径雷达成像算法的性能检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种合成孔径雷达成像算法的性能检测方法及装置，方法包括：根据合成孔径雷达***参数和目标相对雷达的空间位置参数，计算得到波数域幅度谱；根据目标相对雷达的空间位置参数和波数域幅度谱，计算得到目标的空间谱；对空间谱进行二维傅里叶逆变换，得到标准成像图；将利用待检测成像算法处理得到的成像图与标准成像图进行幅度和相位对比，计算得到检测结果。该方法不依赖于点目标图像的二维旁瓣是否呈现交叉直线分布，因此，具有广泛的适用性；以及该方法中的计算标准成像图过程相比BP算法的运算量较小，因此，缩短了性能检测时间。

Description

合成孔径雷达成像算法的性能检测方法及装置

技术领域

本发明涉及数据处理领域，更具体地说，涉及合成孔径雷达成像算法的性能检测方法及装置。

背景技术

SAR(Synthetic Aperture Radar，合成孔径雷达)利用雷达平台沿方位向的运动形成空间虚拟孔径，实现对目标的方位分辨能力；通过发射宽带信号实现对目标的距离分辨能力；从而实现对照射场景的二维高分辨图像生成。SAR在卫星载荷、飞机载荷以及地基雷达***中都有十分广泛的应用，可有效补充可见光传感器在恶劣环境下或远距离观测条件下性能恶化的问题，实现对空间和地物目标的有效观测；同时极化SAR和干涉SAR等还利用更丰富的雷达极化和相位信息，实现对地物特征、高程和形变量等参数的测量，是当前遥感领域的重要检测手段之一。

与光学***不同，未经处理的SAR信号是无法用于信息获取的，SAR回波数据必须通过复杂的成像算法处理后才能得到含义丰富的地物图。为提高成像速度，达到实时输出SAR图像的目的，研究人员开发了多种快速成像算法，例如RD(Range Doppler，距离多普勒)算法和CS(Chirp Scaling，线频调变标)算法等都对SAR回波数据进行了某些近似处理，在不影响成像效果的前提下大大提高成像效率。不同成像算法对不同体制的SAR***回波的处理效果不同，在SAR***设计时，预先检测不同成像算法的成像性能以驱动高效算法的设计与开发具有十分重要的意义。

目前，一种成像算法的性能检测方法是通过对点目标图像的分辨率、峰值旁瓣比和积分旁瓣比的分析实现对成像算法性能的检测。然而，该方法存在仅对二维旁瓣呈现明显交叉直线分布的SAR***具有较好的适用性。同时该方法忽略了对算法相位保持特性的检测，而SAR图像的相位信息具有极高的利用价值，是进行极化SAR处理和干涉SAR处理的重要信息来源，因而对算法保相性能的检测十分重要。

另一种成像算法的性能检测方法是将待检测的成像算法输出结果与BP(BackProjection，后向投影)算法的输出结果进行对比，由于BP算法为精确的时域成像算法，没有对信号做任何近似，其输出可以作为SAR***的最优成像标准，用于衡量其他成像算法的精确性和有效性。但是BP算法的运算量很大，这大大增加了性能检测的复杂度，不具有便捷性。

发明内容

有鉴于此，本发明提出合成孔径雷达成像算法的性能检测方法及装置，欲解决现有性能检测方法存在的上述技术问题。

为了解决上述技术问题，现提出的方案如下：

第一方面，提供一种合成孔径雷达成像算法的性能检测方法，包括：

根据合成孔径雷达***参数和目标相对雷达的空间位置参数，计算得到波数域幅度谱；

根据所述空间位置参数和所述波数域幅度谱，计算得到目标的空间谱；

对所述空间谱进行二维傅里叶逆变换，得到标准成像图；

将待检测成像图与所述标准成像图进行幅度和相位对比，计算得到检测结果，所述待检测成像图为利用待检测成像算法处理得到的成像图。

可选的，所述合成孔径雷达***参数包括：孔径起始位置、孔径截止位置、雷达发射信号的载频和宽带、以及合成孔径雷达的天线方向图函数和带内加权函数；所述根据合成孔径雷达***参数和目标相对雷达的位置参数，计算得到波数域幅度谱的步骤，包括：

根据孔径起始位置、孔径截止位置和所述空间位置参数，计算得到起始照射角和截止照射角；

根据雷达发射信号的载频和宽带，计算得到径向波数最大值和径向波数最小值；

根据所述起始照射角、所述截止照射角、所述径向波数最大值和所述径向波数最小值，得到波数域幅度谱的幅度有效区间；

将合成孔径雷达的天线方向图函数和带内加权函数相乘，计算得所述幅度有效区间内的波数域幅度谱。

可选的，所述根据雷达发射信号载频和宽带，计算得到径向波数最大值和径向波数最小值的步骤，包括：

采用径向波数最小值公式，计算得到径向波数最小值，所述径向波数最小值公式为：

其中，k_rmin为径向波数最小值，c为光速，f_c为雷达发射信号的载频，B为雷达发射信号的带宽；

采用径向波数最大值公式，计算得到径向波数最大值，所述径向波数最大值公式为：

其中，k_rman为径向波数最大值。

可选的，所述根据所述空间位置参数和所述波数域幅度谱，计算得到目标的空间谱的步骤，包括：

采用空间谱公式，计算得到目标的空间谱，所述空间谱公式为：

其中，S(k_x，k_y；x₀，y₀)为空间谱，

为波数域幅度值，

为径向波数，θ(k_x,k_y)为方位角，k_x为横坐标波数，k_y为纵坐标波数，j为虚数，x₀为所述空间位置参数中的横坐标，y₀为所述空间位置参数中的纵坐标，Z_Span为波数域幅度谱的幅度有效区间。

可选的，所述将待检测成像图与所述标准成像图进行幅度和相位对比，计算得到检测结果的步骤，包括：

计算得到所述待检测成像图与所述标准成像图在主瓣区域内的幅度差异积分值；

计算得到所述待检测成像图与所述标准成像图在旁瓣区域内的幅度差异积分值；

计算得到所述待检测成像图与所述标准成像图在主瓣区域内的相位差异积分值。

第二方面，提供一种合成孔径雷达成像算法的性能检测装置，包括：

幅度谱单元，用于根据合成孔径雷达***参数和目标相对雷达的空间位置参数，计算得到波数域幅度谱；

空间谱单元，用于根据所述空间位置参数和所述波数域幅度谱，计算得到目标的空间谱；

标准成像图单元，用于对所述空间谱进行二维傅里叶逆变换，得到标准成像图；

检测单元，用于将待检测成像图与所述标准成像图进行幅度和相位对比，计算得到检测结果，所述待检测成像图为利用待检测成像算法处理得到的成像图。

可选的，所述合成孔径雷达***参数包括：孔径起始位置、孔径截止位置、雷达发射信号的载频和宽带、以及合成孔径雷达的天线方向图函数和带内加权函数；幅度谱单元，包括：

方位角计算子单元，用于根据孔径起始位置、孔径截止位置和所述空间位置参数，计算得到起始照射角和截止照射角；

径向波数计算子单元，用于根据雷达发射信号的载频和宽带，计算得到径向波数最大值和径向波数最小值；

有效区间计算子单元，用于根据所述起始照射角、所述截止照射角、所述径向波数最大值和所述径向波数最小值，得到波数域幅度谱的幅度有效区间；

幅度谱计算子单元，用于将合成孔径雷达的天线方向图函数和带内加权函数相乘，计算得所述幅度有效区间内的波数域幅度谱。

可选的，所述径向波数计算子单元，具体用于：

采用径向波数最小值公式，计算得到径向波数最小值，所述径向波数最小值公式为：

其中，k_rmin为径向波数最小值，c为光速，f_c为雷达发射信号的载频，B为雷达发射信号的带宽；

采用径向波数最大值公式，计算得到径向波数最大值，所述径向波数最大值公式为：

其中，k_rman为径向波数最大值。

可选的，所述空间谱单元，具体用于：

采用空间谱公式，计算得到目标的空间谱，所述空间谱公式为：

其中，S(k_x，k_y；x₀，y₀)为空间谱，

为波数域幅度值，

为径向波数，θ(k_x,k_y)为方位角，k_x为横坐标波数，k_y为纵坐标波数，j为虚数，x₀为所述空间位置参数中的横坐标，y₀为所述空间位置参数中的纵坐标，Z_Span为波数域幅度谱的幅度有效区间。

可选的，所述检测单元，包括：

分辨性能检测子单元，用于计算得到所述待检测成像图与所述标准成像图在主瓣区域内的幅度差异积分值；

旁瓣抑制性能检测子单元，用于计算得到所述待检测成像图与所述标准成像图在旁瓣区域内的幅度差异积分值；

保相性能检测子单元，用于计算得到所述待检测成像图与所述标准成像图在主瓣区域内的相位差异积分值。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

上述技术方案提供的一种合成孔径雷达成像算法的性能检测方法及装置，方法包括：根据合成孔径雷达***参数和目标相对雷达的空间位置参数，计算得到波数域幅度谱；根据目标相对雷达的空间位置参数和波数域幅度谱，计算得到目标的空间谱；对空间谱进行二维傅里叶逆变换，得到标准成像图；将利用待检测成像算法处理得到的成像图与标准成像图进行幅度和相位对比，计算得到检测结果。该方法不依赖于点目标图像的二维旁瓣是否呈现交叉直线分布，因此，具有广泛的适用性；以及该方法中的计算标准成像图过程相比BP算法的运算量较小，因此，缩短了性能检测时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种合成孔径雷达成像算法的性能检测方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的SAR***对目标照射几何关系示意图；

图3为本发明实施例提供的一种波数域幅度谱的计算方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种波数域幅度谱的幅度有效区间构造示意图；

图5为本发明实施例提供的一种合成孔径雷达成像算法的性能检测装置示意图；

图6为本发明实施例提供的一种电子设备的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供一种合成孔径雷达成像算法的性能检测方法，参见图1，该方法包括步骤：

S11：根据合成孔径雷达***参数和目标相对雷达的空间位置参数，计算得到波数域幅度谱。

合成孔径雷达***参数包括但不限于天线方向图函数Ψ_a(θ)、带内加权函数Ψ_b(k_r)、孔径起始位置、孔径截止位置、雷达发射信号的载频f_c和带宽B等。目标相对雷达的空间位置参数为在雷达坐标系内的横坐标x₀和纵坐标y₀。图2为SAR***对目标照射几何关系示意图；SAR雷达平台沿着X轴飞行，随着SAR雷达平台运动，雷达天线波束逐渐扫描目标。当SAR雷达平台运动到图中A点时，雷达天线波束首次照射到目标；当SAR雷达平台运动到图中B点时，雷达天线波束最后一次照射到目标，当SAR雷达平台继续向前运动时，该目标不再被雷达天线波束照射。称雷达运动的AB段为相对于该目标的有效孔径区间，称A点为孔径起始位置，称B点为孔径截止位置。

波数域幅度谱的计算公式为：

A(k_r,θ)＝Ψ_a(θ)·Ψ_b(k_r),(k_r,θ)∈Z_Span

其中，A(k_r,θ)为波数域幅度值，Ψ_a(θ)为方向图函数，Ψ_b(k_r)为带内加权函数，Z_Span为波数域幅度谱的幅度有效区间，k_r为径向波数，θ为方位角。在本发明中k_r＝4π/c，c为光速。

SAR成像算法对数据进行处理时，为了压低距离向旁瓣，会对雷达发射信号的频谱进行加窗，即给一些频谱分量配置较大的权重，给另外一些频谱分量配置较小的权重，这个在频域的窗函数用

表示。SAR***中有很多微波器件，它们都有各自的频率响应，这些频率响应关系与对雷达发射信号的频率进行加窗类似，对于一些频谱分量有较大的增益，对另外一些频谱分量有较小的增益，这些***的频率响应关系用

表示。带内加权函数

带内加权函数Ψ_b(k_r)为SAR成像算法和***对雷达发射信号带宽的综合加权函数。

S12：根据目标相对雷达的空间位置参数和波数域幅度谱，计算得到目标的空间谱。

执行步骤S12利用目标相对雷达的空间位置参数对波数域幅度谱进行线性相位调制，得到目标的空间谱。在一个具体实施例中，采用空间谱公式，计算得到目标的空间谱。空间谱公式为：

其中，S(k_x，k_y；x₀，y₀)为空间谱，

为波数域幅度值，

为径向波数，θ(k_x,k_y)为方位角，k_x为横坐标波数，又称为方位波束，k_y为纵坐标波数，又称为距离波束，j为虚数，x₀为横坐标，又称为方位坐标，y₀为纵坐标，又称为距离坐标。

径向波数k_r在X轴方向上的分解为横坐标波数k_x，径向波数k_r在Y轴方向上的分解为横坐标波数k_y。在k_x-k_y平面中，各点的径向波数和方位角为：

S13：对空间谱进行二维傅里叶逆变换，得到标准成像图。

S14：将待检测成像图与标准成像图进行幅度和相位对比，计算得到检测结果，待检测成像图为利用待检测成像算法处理得到的成像图。

将利用待检测成像算法处理得到的成像图与标准成像图进行幅度和相位对比，计算得到检测结果，实现对待检测成像算法的性能检测。由于本实施例提供的上述合成孔径雷达成像算法的性能检测方法，不依赖于点目标图像的二维旁瓣是否呈现交叉直线分布，因此，具有广泛的适用性；以及该方法中的计算标准成像图过程相比BP算法的运算量较小，因此，缩短了性能检测时间。

在本发明实施例的一种具体实施方式中，执行步骤S14时待检测成像图与标准成像图进行幅度和相位对比的过程包括如下步骤：

计算得到待检测成像图与标准成像图在主瓣区域内的幅度差异积分值；

计算得到待检测成像图与标准成像图在旁瓣区域内的幅度差异积分值；

计算得到待检测成像图与标准成像图在主瓣区域内的相位差异积分值。

在一个具体实施例中，利用待检测成像算法得到待检测成像图的表达式为t(x,y)，标准成像图的表达式为s(x,y)；则利用幅度对比函数ΔΠ(x,y)＝|t(x,y)|-|s(x,y)|计算幅度差异，以及利用相位对比函数ΔΘ(x,y)＝∠t(x,y)-∠s(x,y)计算相位差异，∠表示取复数的相位角操作。主瓣区域的ΔΠ(x,y)值越小，则表示待检测成像算法的分辨性能越好；旁瓣区域的ΔΠ(x,y)值越小，则表示待检测成像算法的旁瓣抑制性能越好；ΔΘ(x,y)的绝对值越小，则表示待检测成像算法的相位保持性能越好。

参见图3，为本实施例提供的一种波数域幅度谱的计算方法，该方法可以包括步骤：

S31：根据孔径起始位置、孔径截止位置和目标相对雷达的空间位置参数，计算得到起始照射角和截止照射角。

参见图2，孔径起始位置A和目标的连线与X轴方向的夹角为起始照射角θ₁；孔径截止位置B和目标的连线与X轴方向的夹角为截止照射角θ₂。

S32：根据雷达发射信号的载频和宽带，计算得到径向波数最大值和径向波数最小值。

在一个具体实施例中，采用径向波数最小值公式，计算得到径向波数最小值；采用径向波数最大值公式，计算得到径向波数最大值。径向波数最小值公式为：

其中，k_rmin为径向波数最小值，c为光速，f_c为雷达发射信号的载频，B为雷达发射信号的带宽。

径向波数最大值公式为：

其中，k_rman为径向波数最大值。

S33：根据起始照射角、截止照射角、径向波数最大值和径向波数最小值，得到波数域幅度谱的幅度有效区间。

参见图4，图中的扇形区域为波数域幅度谱的幅度有效区间；底边圆弧半径为径向波数最小值k_rmin，顶边圆弧半径为径向波数最大值k_rman。OC与k_y轴的夹角为θ₁，OD与k_y轴的夹角为θ₂。

S34：将合成孔径雷达的天线方向图函数和带内加权函数相乘，计算得到幅度有效区间内的波数域幅度谱。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。

下述为本发明装置实施例，可以用于执行本发明方法实施例。对于本发明装置实施例中未披露的细节，请参照本发明方法实施例。

本实施例提供一种合成孔径雷达成像算法的性能检测装置，参见图5，该装置包括：幅度谱单元51、空间谱单元52、标准成像图单元53和检测单元54。

幅度谱单元51，用于根据合成孔径雷达***参数和目标相对雷达的空间位置参数，计算得到波数域幅度谱。

空间谱单元52，用于根据目标相对雷达的空间位置参数和波数域幅度谱，计算得到目标的空间谱。

标准成像图单元53，用于对空间谱进行二维傅里叶逆变换，得到标准成像图。

检测单元54，用于将待检测成像图与标准成像图进行幅度和相位对比，计算得到检测结果，待检测成像图为利用待检测成像算法处理得到的成像图。

可选的，合成孔径雷达***参数包括：孔径起始位置、孔径截止位置、雷达发射信号的载频和宽带、以及合成孔径雷达的天线方向图函数和带内加权函数；幅度谱单元51，包括：方位角计算子单元、径向波数计算子单元、有效区间计算子单元和幅度谱计算子单元。

方位角计算子单元，用于根据孔径起始位置、孔径截止位置和空间位置参数，计算得到起始照射角和截止照射角。

径向波数计算子单元，用于根据雷达发射信号的载频和宽带，计算得到径向波数最大值和径向波数最小值。

有效区间计算子单元，用于根据起始照射角、截止照射角、径向波数最大值和径向波数最小值，得到波数域幅度谱的幅度有效区间。

幅度谱计算子单元，用于将合成孔径雷达的天线方向图函数和带内加权函数相乘，计算得幅度有效区间内的波数域幅度谱。

可选的，径向波数计算子单元，具体用于采用径向波数最小值公式，计算得到径向波数最小值，以及采用径向波数最大值公式，计算得到径向波数最大值；径向波数最小值公式为：

其中，k_rmin为径向波数最小值，c为光速，f_c为雷达发射信号的载频，B为雷达发射信号的带宽。

径向波数最大值公式为：

其中，k_rman为径向波数最大值。

可选的，空间谱单元，具体用于采用空间谱公式，计算得到目标的空间谱，空间谱公式为：

其中，S(k_x，k_y；x₀，y₀)为空间谱，

为波数域幅度值，

为径向波数，θ(k_x,k_y)为方位角，k_x为横坐标波数，k_y为纵坐标波数，j为虚数，x₀为空间位置参数中的横坐标，y₀为空间位置参数中的纵坐标。

可选的，检测单元，包括：分辨性能检测子单元、旁瓣抑制性能检测子单元和保相性能检测子单元。分辨性能检测子单元，用于计算得到待检测成像图与标准成像图在主瓣区域内的幅度差异积分值；旁瓣抑制性能检测子单元，用于计算得到待检测成像图与标准成像图在旁瓣区域内的幅度差异积分值；保相性能检测子单元，用于计算得到待检测成像图与标准成像图在主瓣区域内的相位差异积分值。

参见图6，为本实施例提供的一种电子设备的示意图。该电子设备的硬件结构可以包括：至少一个处理器61，至少一个通信接口62，至少一个存储器63和至少一个通信总线64；且处理器61、通信接口62、存储器63通过通信总线64完成相互间的通信。

处理器61在一些实施例中可以是一个CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，或者是ASIC(Application Specific Integrated Circuit，特定集成电路)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路等。

通信接口62可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。通常用于与其它电子设备或***之间建立通信连接。

存储器63包括至少一种类型的可读存储介质。可读存储介质可以为如闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器等NVM(non-volatile memory，非易失性存储器)。可读存储介质还可以是高速RAM(random access memory，随机存取存储器)存储器。可读存储介质在一些实施例中可以是电子设备的内部存储单元，例如该电子设备的硬盘。在另一些实施例中，可读存储介质还可以是电子设备的外部存储设备，例如该电子设备上配备的插接式硬盘、SMC(Smart Media Card,智能存储卡)、SD(Secure Digital,安全数字)卡，闪存卡(FlashCard)等。

其中，存储器63存储有计算机程序，处理器61可调用存储器63存储的计算机程序，所述计算机程序用于：

根据合成孔径雷达***参数和目标相对雷达的空间位置参数，计算得到波数域幅度谱；

根据空间位置参数和所述波数域幅度谱，计算得到目标的空间谱；

对空间谱进行二维傅里叶逆变换，得到标准成像图；

将待检测成像图与标准成像图进行幅度和相位对比，计算得到检测结果，待检测成像图为利用待检测成像算法处理得到的成像图。

所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。

图6仅示出了具有组件61～64的电子设备，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。

可选地，该电子设备还可以包括用户接口，用户接口可以包括输入单元，比如键盘；语音输入装置，比如包含麦克风的具有语音识别功能的设备；和/或语音输出装置，比如音响、耳机等，。可选地，用户接口还可以包括标准的有线接口和/或无线接口。

可选地，该电子设备还可以包括显示器，显示器也可以称为显示屏或显示单元。在一些实施例中可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(OrganicLight-Emitting Diode，有机发光二极管)显示器等。显示器用于显示在检测结果以及用于显示可视化的用户界面。

可选地，该电子设备还包括触摸传感器。触摸传感器所提供的供用户进行触摸操作的区域称为触控区域。此外，触摸传感器可以为电阻式触摸传感器、电容式触摸传感器等。而且，触摸传感器不仅包括接触式的触摸传感器，也可包括接近式的触摸传感器等。此外，触摸传感器可以为单个传感器，也可以为例如阵列布置的多个传感器。

此外，该电子设备的显示器的面积可以与触摸传感器的面积相同，也可以不同。可选地，将显示器与触摸传感器层叠设置，以形成触摸显示屏。该装置基于触摸显示屏侦测用户触发的触控操作。

该电子设备还可以包括RF(Radio Frequency，射频)电路、传感器和音频电路等等，在此不再赘。

本发明实施例还提供一种可读存储介质，该可读存储介质可存储有适于处理器执行的程序，所述程序用于：

根据合成孔径雷达***参数和目标相对雷达的空间位置参数，计算得到波数域幅度谱；

根据空间位置参数和所述波数域幅度谱，计算得到目标的空间谱；

对空间谱进行二维傅里叶逆变换，得到标准成像图；

将待检测成像图与标准成像图进行幅度和相位对比，计算得到检测结果，待检测成像图为利用待检测成像算法处理得到的成像图。

所述程序的细化功能和扩展功能可参照上文描述。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对本发明所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种合成孔径雷达成像算法的性能检测方法，其特征在于，包括：

根据合成孔径雷达***参数和目标相对雷达的空间位置参数，计算得到波数域幅度谱；

根据所述空间位置参数和所述波数域幅度谱，计算得到目标的空间谱；

对所述空间谱进行二维傅里叶逆变换，得到标准成像图；

将待检测成像图与所述标准成像图进行幅度和相位对比，计算得到检测结果，所述待检测成像图为利用待检测成像算法处理得到的成像图。

2.根据权利要求1所述的合成孔径雷达成像算法的性能检测方法，其特征在于，所述合成孔径雷达***参数包括：孔径起始位置、孔径截止位置、雷达发射信号的载频和宽带、以及合成孔径雷达的天线方向图函数和带内加权函数；所述根据合成孔径雷达***参数和目标相对雷达的位置参数，计算得到波数域幅度谱的步骤，包括：

根据孔径起始位置、孔径截止位置和所述空间位置参数，计算得到起始照射角和截止照射角；

根据雷达发射信号的载频和宽带，计算得到径向波数最大值和径向波数最小值；

根据所述起始照射角、所述截止照射角、所述径向波数最大值和所述径向波数最小值，得到波数域幅度谱的幅度有效区间；

将合成孔径雷达的天线方向图函数和带内加权函数相乘，计算得所述幅度有效区间内的波数域幅度谱。

3.根据权利要求2所述的合成孔径雷达成像算法的性能检测方法，其特征在于，所述根据雷达发射信号载频和宽带，计算得到径向波数最大值和径向波数最小值的步骤，包括：

采用径向波数最小值公式，计算得到径向波数最小值，所述径向波数最小值公式为：

其中，k_rmin为径向波数最小值，c为光速，f_c为雷达发射信号的载频，B为雷达发射信号的带宽；

采用径向波数最大值公式，计算得到径向波数最大值，所述径向波数最大值公式为：

其中，k_rman为径向波数最大值。

4.根据权利要求1所述的合成孔径雷达成像算法的性能检测方法，其特征在于，所述根据所述空间位置参数和所述波数域幅度谱，计算得到目标的空间谱的步骤，包括：

采用空间谱公式，计算得到目标的空间谱，所述空间谱公式为：

其中，S(k_x，k_y；x₀，y₀)为空间谱，

为波数域幅度值，

为径向波数，θ(k_x,k_y)为方位角，k_x为横坐标波数，k_y为纵坐标波数，j为虚数，x₀为所述空间位置参数中的横坐标，y₀为所述空间位置参数中的纵坐标，Z_Span为波数域幅度谱的幅度有效区间。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的合成孔径雷达成像算法的性能检测方法，其特征在于，所述将待检测成像图与所述标准成像图进行幅度和相位对比，计算得到检测结果的步骤，包括：

计算得到所述待检测成像图与所述标准成像图在主瓣区域内的幅度差异积分值；

计算得到所述待检测成像图与所述标准成像图在旁瓣区域内的幅度差异积分值；

计算得到所述待检测成像图与所述标准成像图在主瓣区域内的相位差异积分值。

6.一种合成孔径雷达成像算法的性能检测装置，其特征在于，包括：

幅度谱单元，用于根据合成孔径雷达***参数和目标相对雷达的空间位置参数，计算得到波数域幅度谱；

空间谱单元，用于根据所述空间位置参数和所述波数域幅度谱，计算得到目标的空间谱；

标准成像图单元，用于对所述空间谱进行二维傅里叶逆变换，得到标准成像图；

检测单元，用于将待检测成像图与所述标准成像图进行幅度和相位对比，计算得到检测结果，所述待检测成像图为利用待检测成像算法处理得到的成像图。

7.根据权利要求6所述的合成孔径雷达成像算法的性能检测装置，其特征在于，所述合成孔径雷达***参数包括：孔径起始位置、孔径截止位置、雷达发射信号的载频和宽带、以及合成孔径雷达的天线方向图函数和带内加权函数；幅度谱单元，包括：

方位角计算子单元，用于根据孔径起始位置、孔径截止位置和所述空间位置参数，计算得到起始照射角和截止照射角；

径向波数计算子单元，用于根据雷达发射信号的载频和宽带，计算得到径向波数最大值和径向波数最小值；

有效区间计算子单元，用于根据所述起始照射角、所述截止照射角、所述径向波数最大值和所述径向波数最小值，得到波数域幅度谱的幅度有效区间；

幅度谱计算子单元，用于将合成孔径雷达的天线方向图函数和带内加权函数相乘，计算得所述幅度有效区间内的波数域幅度谱。

8.根据权利要求7所述的合成孔径雷达成像算法的性能检测装置，其特征在于，所述径向波数计算子单元，具体用于：

采用径向波数最小值公式，计算得到径向波数最小值，所述径向波数最小值公式为：

其中，k_rmin为径向波数最小值，c为光速，f_c为雷达发射信号的载频，B为雷达发射信号的带宽；

采用径向波数最大值公式，计算得到径向波数最大值，所述径向波数最大值公式为：

其中，k_rman为径向波数最大值。

9.根据权利要求6所述的合成孔径雷达成像算法的性能检测装置，其特征在于，所述空间谱单元，具体用于：

采用空间谱公式，计算得到目标的空间谱，所述空间谱公式为：

其中，S(k_x，k_y；x₀，y₀)为空间谱，

为波数域幅度值，

为径向波数，θ(k_x,k_y)为方位角，k_x为横坐标波数，k_y为纵坐标波数，j为虚数，x₀为所述空间位置参数中的横坐标，y₀为所述空间位置参数中的纵坐标，Z_Span为波数域幅度谱的幅度有效区间。

10.根据权利要求6～9中任意一项所述的合成孔径雷达成像算法的性能检测装置，其特征在于，所述检测单元，包括：

分辨性能检测子单元，用于计算得到所述待检测成像图与所述标准成像图在主瓣区域内的幅度差异积分值；

旁瓣抑制性能检测子单元，用于计算得到所述待检测成像图与所述标准成像图在旁瓣区域内的幅度差异积分值；

保相性能检测子单元，用于计算得到所述待检测成像图与所述标准成像图在主瓣区域内的相位差异积分值。

Images