一种宽带斜视聚束SAR两步成像方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种宽带斜视聚束SAR两步成像方法，包括：对原始回波数据进行距离向傅里叶变换，将信号变换到距离频域进行距离向脉冲压缩；对距离向脉冲压缩后的信号进行相位相乘；进行Chip‑Z变换完成变标傅里叶变换；得到方位频谱无模糊的信号；通过对方位频谱无模糊的信号进行相位相乘恢复得到原始回波信号的二维频谱；采用ω‑k算法进行SAR成像。本发明专利技术将宽带和斜视因素完美地融合在聚束SAR方位向预处理阶段，并创新地引入了Chirp‑Z变换完成信号的积分运算，从而整个处理过程与传统聚束SAR“两步”成像的算法构架完全相同，保证了不同SAR工作模式成像处理的一致性。

【技术实现步骤摘要】
一种宽带斜视聚束SAR两步成像方法及系统
本专利技术涉及雷达
，尤其是一种宽带斜视聚束SAR两步成像方法及系统。
技术介绍
星载高分辨率SAR通常都是通过聚束模式实现。对于复杂的成像几何关系、小场景的SAR成像，首选应是时域成像算法。但是，对于中小斜视角、较大场景的聚束SAR成像，仍然可以采用频域成像算法，除了计算效率方面的考虑以外，还有以下两个方面的因素：首先，星载SAR系统一般都需要实现多种分辨率模式的SAR成像，低分辨SAR无一例外都是采用频域成像算法，因此，高分辨率SAR同样采用频域算法成像具有算法的继承性和一致性；其次，星载高分辨SAR成像多数都需要经过方位自聚焦处理，以补偿轨道、传播路径等误差造成的方位向散焦，虽然近些年随着并行计算技术的发展，SAR研究者们也在逐渐使用时域成像的手段，但基于时域算法的自聚焦处理技术的研究仍然很少，相反，基于频域成像算法的自聚焦技术研究非常广泛且成熟。对于星载聚束SAR，雷达系统的脉冲重复频率(PulseRepeatFrequency，PRF)只要求高于方位向的瞬时频率，不可能高于方位全本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽带斜视聚束SAR两步成像方法，其特征在于：包括下列顺序的步骤：/n(1)对原始回波数据进行距离向傅里叶变换，将信号变换到距离频域进行距离向脉冲压缩；/n(2)将距离向脉冲压缩后的信号与相位Φ

【技术特征摘要】
1.一种宽带斜视聚束SAR两步成像方法，其特征在于：包括下列顺序的步骤：
(1)对原始回波数据进行距离向傅里叶变换，将信号变换到距离频域进行距离向脉冲压缩；
(2)将距离向脉冲压缩后的信号与相位Φ1(fr,t)相乘，得到S1(fr,t)信号；
(3)对S1(fr,t)信号进行Chip-Z变换完成变标傅里叶变换，得到S2(fr,t′)信号；
(4)将S2(fr,t′)信号与相位补偿函数Φ2(fr,t)相乘，得到方位频谱无模糊的信号Sde(fr,t′)；
(5)通过对方位频谱无模糊的信号Sde(fr,t′)进行相位相乘恢复得到原始回波信号的二维频谱S(fr,fa)；
(6)采用ω-k算法进行SAR成像。


2.根据权利要求1所述的宽带斜视聚束SAR两步成像方法，其特征在于：所述步骤(1)具体是指：
斜视条件下，聚束SAR的回波信号为：



其中，TP为脉冲宽度，为距离向时间，t为方位向时间，tc为聚束SAR成像的中心时刻；L为聚束SAR合成孔径长度；τ0是目标回波的延迟时间，且τ0＝2R(t)/C，C为光速，r为tc时刻目标与雷达的斜距，为斜视角，v是平台的速度，Kr为距离向线性调频信号的调频率，fc为载波的中心频率，wr(.)、wa(.)分别是距离和方位向的窗函数；不失一般性,这里认为中心时刻tc为0，傅里叶变换后，式(1)变为：



其中，fr为距离向频率；距离向脉冲压缩的函数为：



S(fr,t)与式(3)相乘得到S1(fr,t)：



所述步骤(2)具体是指：
将式(4)中的R(t)在0处进行四阶泰勒展开，可得：



将上式代入式(4)中，则相位部分有：



利用考虑多普勒频率的二维去斜函数进行去斜：



距离压缩后的信号与去斜函数进行卷积后的信号为：



其中，t′为方位向新的时间，将Φ1(fr,t)与距离脉冲压缩后的信号S(fr,t)相乘：



得到S1(fr,t)：



所述步骤(3)具体是指：
在完成步骤(2)后，式(8)变为：



其中，式(11)中的满足以下方程：



这里，Δt、Δt′分别是原始和去斜后的方位向采样时间间隔，P是去斜后的方位向采样点数，N指自然数集；
式(11)中的积分利用Chirp-Z变换实现，Chip-Z变换后的信号为：



所述步骤(4)具体是指：
将S2(fr,t′)与相位补偿函数Φ2(...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟雪莲，姚佰栋，胡虹，刘仍莉，蔡爱民，竺红伟，梁之勇，张佳佳，王金峰，邓海涛，陈仁元，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：安徽;34