一种基于方位向多通道的星载SAR保相成像方法.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CN110426708A(43)申请公布日2019.11.08(21)申请号201910747219.0(22)申请日2019.08.14(71)申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号(72)发明人杨威郭宇李春升陈杰(74)专利代理机构北京格允知识产权代理有限公司11609代理人周娇娇(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)G01S7/41(2006.01)权利要求书4页说明书13页附图3页(54)发明名称一种基于方位向多通道的星载SAR保相成像方法(57)摘要本发明涉及一种基于方位向多通道的星载SAR保相成像方法，包括：获取星载SAR的多通道回波信号；将多通道回波信号转换到距离多普勒域，根据其与常规条带SAR回波信号的方位向频域关系构造补偿滤波器，对多通道回波信号进行滤波重构，使之转化为条带SAR回波信号；结合方位向多通道特性修正CS成像方法的相位补偿因子，并对重构后的SAR回波信号进行CS成像处理，得到图像。该保相成像方法可以不依赖DPCA条件成像，同时保证成像结果具有高相位精度。CN110426708ACN110426708A权利要求书1/4页1.一种基于方位向多通道的星载SAR保相成像方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、获取星载SAR的多通道回波信号；S2、将多通道回波信号转换到距离多普勒域，根据其与常规条带SAR回波信号的方位向频域关系构造补偿滤波器，对多通道回波信号进行滤波重构，使之转化为条带SAR回波信号；S3、结合方位向多通道特性修正CS成像方法的相位补偿因子，并对重构后的SAR回波信号进行CS成像处理，得到图像。2.根据权利要求1所述的保相成像方法，其特征在于，所述步骤S3包括：S3-1、将重构后的SAR回波信号与修正后的CS因子相乘，进行线性变标，消除信号空变性；S3-2、将线性变标后的信号变换到波数域，预滤波后，与修正后的距离向补偿因子相乘，完成距离向处理；S3-3、将距离向处理后的信号变换到距离多普勒域，与修正后的方位向补偿因子相乘，完成方位向处理；S3-4、将方位向处理后的信号变换到时域，完成成像。3.根据权利要求2所述的保相成像方法，其特征在于，所述步骤S3-1中，修正后的CS因子表达式为：其中，其中，τ表示距离向快时间，fa表示方位向频率，fc表示射频频点，br表示信号调频率，c表示光速，v表示等效速度，rref表示参考斜距；表示仿真中心时刻场景中心对应的斜视角。4.根据权利要求3所述的保相成像方法，其特征在于，所述步骤S3-2中，修正后的距离向补偿因子表达式为：其中，fτ表示距离向频率，表示天线中心视角。5.根据权利要求4所述的保相成像方法，其特征在于，2CN110426708A权利要求书2/4页所述步骤S3-3中，修正后的方位向补偿因子表达式为：6.根据权利要求5所述的保相成像方法，其特征在于，所述步骤S2包括：S2-1、将所述多通道回波信号中第p个接收通道的回波信号作为经过一个延时器的条带SAR回波信号的N倍欠采样，对其进行N倍增采样后，得到待重构回波信号；其中N表示接收通道个数，p＝0,1,…,N-1；S2-2、根据待重构回波信号的周期性得到完整频谱，将完整频谱改写为矩阵形式；S2-3、求解相应的重构矩阵，使得待重构回波信号与重构矩阵相乘后转化为条带SAR回波信号。7.根据权利要求6所述的保相成像方法，其特征在于，所述步骤S2-1中，所述多通道回波信号中第p个接收通道的回波信号的频域表达式为：jω其中，S(e)为常规条带SAR回波信号的频域表达式，ω∈[-π,π]，lp表示第p个接收通道相位中心与发射通道相位中心间距；进行N倍增采样后，得到待重构回波信号的频域表达式为：其中，ω＝ω0∈[π-2π/N,π]。8.根据权利要求7所述的保相成像方法，其特征在于，jωi所述步骤S2-2中，根据待重构回波信号Sp(e)的周期性，设ω∈[π-2π(i+1)/N,π-2πi/N]，则得到S(ejω)的完整频谱表示为：将得到的完整频谱改写为矩阵形式，表达式为：9.根据权利要求8所述的保相成像方法，其特征在于，所述步骤2-3中，求解相应的重构矩阵，使得待重构回波信号与重构矩阵相乘后转化为条带SAR回波信号时，构造重构矩阵使得：3CN110426708A权利要求书3/4页将分解为两个矩阵的乘积，有：其中，P和的表达式分别为：其中，则有：根据的周期性，得到的表达式为：进而得到重构后的SAR回波信号的表达式为：4CN110426708A权利要求书4/4页其中，10.根据权利要求1所述的保相成像方法，其特征在于：所述保相成像方法还包括步骤S4、评估成像相位精度。5CN110426708A说明书1/1