一种斜视聚束SAR成像的频域自聚焦方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113759373A(43)申请公布日2021.12.07(21)申请号202110827318.7(22)申请日2021.07.21(71)申请人西安电子科技大学地址710000陕西省西安市雁塔区太白南路2号(72)发明人邢孟道楼屹杉林浩孙光才(74)专利代理机构西安嘉思特知识产权代理事务所(普通合伙)61230代理人刘长春(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种斜视聚束SAR成像的频域自聚焦方法(57)摘要本发明公开了一种斜视聚束SAR成像的频域自聚焦方法，包括：获取雷达的回波数据并进行脉冲压缩处理，以完成目标在距离向的聚焦；采用扩展Omega‑K算法对脉冲压缩后的回波数据进行成像，并将得到的粗聚焦图像划分为若干粗聚焦子图像；将所述粗聚焦子图像变换到相位历程域，得到一维方位相位误差；将所述一维方位相位误差映射为二维频域相位误差；利用所述二维频域相位误差对所述粗聚焦子图像进行运动补偿，得到补偿后的子图像二维频域数据；对所述补偿后的子图像二维频域数据进行相位移动，得到聚焦的子图像；对所述聚焦的子图像进行迭代拼接，得到精聚焦图像。本发明提供的自聚焦方法解决了现有自聚焦算法不能适用于斜视聚束模式的问题，同时可估计得到更精确的运动误差，使图像聚焦更精确。CN113759373ACN113759373A权利要求书1/2页1.一种斜视聚束SAR成像的频域自聚焦方法，其特征在于，包括：获取雷达的回波数据并进行脉冲压缩处理，以完成目标在距离向的聚焦；采用扩展Omega‑K算法对脉冲压缩后的回波数据进行成像，并将得到的粗聚焦图像划分为若干粗聚焦子图像；将所述粗聚焦子图像变换到相位历程域，得到一维方位相位误差；将所述一维方位相位误差映射为二维频域相位误差；利用所述二维频域相位误差对所述粗聚焦子图像进行运动补偿，得到补偿后的子图像二维频域数据；对所述补偿后的子图像二维频域数据进行相位移动，得到聚焦的子图像；对所述聚焦的子图像进行迭代拼接，得到精聚焦图像。2.根据权利要求1所述的斜视聚束SAR成像的频域自聚焦方法，其特征在于，所述回波数据表示为：ss(r,x)＝δr(r)·δa(x‑xc)·exp(‑jKrc·[Ri(x,xn,yn)+Δr(x,xn,yn)])其中，ss(r,x)表示回波数据，δr和δa分别表示距离向包络和方位向包络，Krc＝4πfc/c表示距离向中心频率，fc为信号载频，c为光速，为天线相位中心到目标的理想瞬时斜距，(x,y,H)为方位时刻机载SAR天线相位中心在理想轨迹的位置，Δr(x,xn,yn)为天线相位中心到目标的误差斜距。3.根据权利要求1所述的斜视聚束SAR成像的频域自聚焦方法，其特征在于，采用扩展Omega‑K算法对脉冲压缩后的回波数据进行成像，并将得到的粗聚焦图像划分为若干粗聚焦子图像，包括：依次对脉冲压缩后的回波数据进行匹配滤波处理、Stolt插值处理以及剩余相位补偿处理，得到二维时域粗聚焦图像；对所述粗聚焦图像进行划分，得到若干粗聚焦子图像。4.根据权利要求1所述的斜视聚束SAR成像的频域自聚焦方法，其特征在于，在将所述粗聚焦子图像变换到相位历程域之前，还包括：对所述粗聚焦子图像乘以方位相位偏移函数，以使各目标的相位误差对齐，得到误差对齐的图像数据。5.根据权利要求4所述的斜视聚束SAR成像的频域自聚焦方法，其特征在于，所述方位相位偏移函数表示为g(Ky,x)，其表达式为：其中，Ky表示Stolt插值后的距离频率，r表示距离，θ0表示视角，xn表示方位位置向量，xref表示参考方位位置。6.根据权利要求4所述的斜视聚束SAR成像的频域自聚焦方法，其特征在于，将所述粗聚焦子图像变换到相位历程域，得到一维方位相位误差，包括：对所述误差对齐的图像数据进行距离傅里叶逆变换和方位傅里叶变换，以将其变为相位历程域数据；2CN113759373A权利要求书2/2页根据所述相位历程域数据估计一维方位相位误差。7.根据权利要求1所述的斜视聚束SAR成像的频域自聚焦方法，其特征在于，将所述一维方位相位误差映射为二维频域相位误差，包括：根据映射关系将所述一维方位相位误差映射为二维频域相位误差；其中，所述映射关系表示为：其中，表示二维频域相位误差，ΔKy＝Ky‑Kyc表示距离频率和距离中心频率的差值，Kx表示方位频率，表示方位相位误差和二维相位误差的关系映射变量，表示估计的正确的方位相位误差。8.根据权利要求1所述的斜视聚束SAR成像的频域自聚焦方法，其特征在于，利用所述二维频域相位误差对所述粗聚焦子图像进行运动补偿，得到补偿后的子图像二维频域数据，包括：将所述粗聚焦子图像在二维频域上乘