一种基于时间变标的子孔径大斜视SAR成像处理方法技术

本发明专利技术公开了一种基于时间变标的子孔径大斜视SAR成像处理方法，属于雷达信号处理技术领域；具体地，本发明专利技术首先建立大斜视SAR成像几何模型；然后在距离频域内进行距离走动校正，在二维频域内进行距离向脉压‑距离弯曲校正‑二次距离脉压；最后在方位时域内引入预失真补偿因子、距离多普勒域内引入非线性变标因子、距离时域引入Deramp去斜因子完成方位脉压，至此实现距离多普勒域内的二维聚焦。本发明专利技术得到的斜平面SAR图像不存在几何畸变，可以更真实的反映地面场景信息，从而增加了斜平面图像的可用性；且不增加运算量。

A method of sub aperture wide squint SAR imaging based on time varying scale

【技术实现步骤摘要】
一种基于时间变标的子孔径大斜视SAR成像处理方法
本专利技术属于雷达信号处理
，尤其涉及一种基于时间变标的子孔径大斜视SAR成像处理方法，其通过在在方位时域引入预失真补偿因子、距离多普勒域引入非线性变标因子，实现方位时间变标、多普勒中心空变校正和方位向聚焦。可用于机载、弹载平台SAR成像。
技术介绍
合成孔径雷达(SAR)是一种主动的微波成像雷达，通过雷达发射大时宽带宽积的脉冲信号实现距离维高分辨，通过平台不断运动形成虚拟的天线孔径，实现方位维的高分辨，这一特性在军事上表现出极大的应用价值。随着雷达成像技术的不断发展和雷达应用需求的不断提升，具有提前观测功能的大斜视SAR受到越来广泛的关注。由于大斜视成像模式会导致距离和方位维的深度耦合，需要在预处理中引入斜视最小化处理消除大部分的耦合，但这会使成像坐标系发生旋转，引起多普勒调频率和高次多普勒系数随目标方位位置发生变化，导致常规SAR成像方法直接应用于大斜视SAR成像处理时存在较大近似，严重时造成成像结果的散焦。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于时间变标的子孔径大斜视SAR成像处理方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，建立俯冲大斜视SAR成像几何模型，得到俯冲大斜视SAR到波束覆盖区内目标的斜距表达式；构造基频回波信号ss

【技术特征摘要】
1.基于时间变标的子孔径大斜视SAR成像处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，建立俯冲大斜视SAR成像几何模型，得到俯冲大斜视SAR到波束覆盖区内目标的斜距表达式；构造基频回波信号ss0(tr,tm；R0)；
步骤2，对基频回波信号ss0(tr,tm；R0)进行距离向傅里叶变换后，得到距离频域方位时域内的信号Ss1(fr,tm；R0)；引入距离走动校正函数HLRWC(fr,tm)进行距离走动校正，得到距离走动校正后的信号Ss2(fr,tm；R0)；对距离走动校正后的信号进行方位向傅里叶变换后，得到二维频域内的信号SS3(fr,fa；R0)；引入距离脉压-距离弯曲校正-二次距离脉压函数HRC_RCC_SRC(fr,fa)，得到距离脉压和徙动校正后的信号SS4(fr,fa；R0)；
步骤3，对距离脉压和徙动校正后的信号SS4(fr,fa；R0)进行距离向逆傅里叶变换，得到距离多普勒域内的信号sS5(tr,fa；R0)；引入高次相位补偿函数Hhigh(fa；R′0)，并将其与距离多普勒域内的信号sS5(tr,fa；R0)相乘，得到高次相位补偿后的信号sS6(tr,fa；R′0)；
步骤4，对高次相位补偿后的信号sS6(tr,fa；R′0)进行方位向逆傅里叶变换，得到二维时域内的信号ss7(tr,tm；R′0)；引入预失真补偿函数Hpre_dist(tm；R′0)，并将其与二维时域内的信号ss7(tr,tm；R′0)相乘，得到预失真补偿后的信号ss8(tr,tm；R′0)；
步骤5，对预失真补偿后的信号ss8(tr,tm；R′0)进行方位向傅里叶变换，得到距离多普勒域内的信号sS9(tr,fa；R′0)；引入非线性变标函数HFNS(fa；R′0)，并将其与距离多普勒域内的信号sS9(tr,fa；R′0)相乘，得到非线性变标后的信号sS10(tr,fa；R′0)；
步骤6，对非线性变标后的信号sS10(tr,fa；R′0)进行方位向逆傅里叶变换，得到二维时域内的信号ss11(tr,tm；R′0)；引入方位Deramp去斜和残余高次相位补偿函数Hderamp(tm；R′0)，并与二维时域内的信号ss11(tr,tm；R′0)相乘，得到方位去斜和残余高次相位补偿后的时域信号ss12(tr,tm；R′0)；
步骤7，对方位去斜和残余高次相位补偿后的信号ss12(tr,tm；R′0)进行方位向傅里叶变换，得到聚焦在距离多普勒域内的信号sS13(tr,fa；R′0)，即为斜平面成像图像。


2.根据权利要求1所述的基于时间变标的子孔径大斜视SAR成像处理方法，其特征在于，步骤1中，所述建立俯冲大斜视SAR成像几何模型，得到俯冲大斜视SAR到波束覆盖区内目标的斜距表达式，其具体为：
首先，设定雷达平台沿轨迹X方向作匀速直线运动，速度为v；以平台位于某点B的时刻为方位慢时间的中间时刻，即方位零时刻，此时波束中心线与地平面相交于P点，B点到P点的距离为R0，h为方位零时刻的平台高度；
然后，设定有一点目标P′，其与P点处于同一地面距离单元、不同方位单元，将其相对于OP的偏移记为方位位置xn，则雷达到该目标的瞬时斜距表示为：



上式中，tm为方位慢时间，θ0为斜视角。


3.根据权利要求1所述的基于时间变标的子孔径大斜视SAR成像处理方法，其特征在于，步骤2具体按以下子步骤进行：
(2.1)对基频回波信号ss0(tr,tm；R0)进行距离向傅里叶变换，得到距离频域方位时域的信号Ss1(fr,tm；R0)：



上式中，j为虚数单位，wa(·)为方位窗函数的时域形式，fc为载频，c为光速，γ为距离调频率，tr为距离快时间，tm为方位慢时间；fr为距离频率，Wr(·)为距离窗函数的频域形式，第一个指数项为距离频域调制项，第二个指数项为方位时域调制项和距离方位耦合项；R(tm；R0)为雷达到目标的瞬时斜距；R0为平台到波束中心线与地平面交点的距离；
(2.2)距离向处理：首先进行斜视最小化处理，即引入距离走动校正和多普勒中心补偿，以减小距离和方位之间的耦合性；斜视最小化处理函数为：



其中，θ0为斜视角，v为雷达的运动速度；
采用斜视最小化处理函数与距离频域方位时域的信号Ss1(fr,tm；R0)相乘，得到走动校正和多普勒中心补偿后的信号Ss2(fr,tm；R0)：



Ss2(fr,tm；R0)即为斜视最小化处理后的信号；
(2.3)对斜视最小化处理后的信号做方位向傅里叶变换，得到二维频域内信号：



将上式整理后为：



其中，









其中，fa为方位频率，Wa(·)为方位窗函数的频域形式，xn为方位位置，fdc为多普勒中心频率，fdc＝2vsinθ0/λ；λ为载波波长，式中第一个指数项表示距离脉压，第二个指数项表示方位位置，第三个指数项表示距离向的位置，第四个指数项表示方位频率调制，第五个指数项表示距离弯曲，第六个指数项表示二次距离脉压；
(2.4)引入距离脉压-距离弯曲校正-二次距离脉压函数HRC_RCC_SRC(fr,fa)：



将H...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁毅，梁宇杰，秦翰林，张罡，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61