合成孔径雷达大斜视模式下成像方法.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(10)申请公布号CNCN103576147103576147A(43)申请公布日2014.02.12(21)申请号201210273326.2(22)申请日2012.08.02(71)申请人中国科学院电子学研究所地址100080北京市海淀区北四环西路19号(72)发明人邓云凯刘悦王宇(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人梁爱荣(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书7页说明书7页附图4页附图4页(54)发明名称合成孔径雷达大斜视模式下成像方法(57)摘要本发明提出了一种合成孔径雷达大斜视模式下成像方法，该方法包括：在方位多普勒域-距离时间域对回波信号进行扰动函数相乘，消除回波信号二次方位向-距离向耦合因子对目标斜距变化的依赖性；在二维频域进行参考函数相乘，该参考函数是参考斜距处点目标回波频谱的共轭函数，通过所述二维频谱与参考函数相乘，完成二维频谱全部距离不变相位的补偿；利用Chirp-Z变换在二维频域校正回波信号的差分距离徙动因子，通过一次卷积和两次相位相乘，完成距离徙动校正；通过方位向相位相乘补偿方位向残余相位，进行方位压缩，得到聚焦的合成孔径雷达图像。本发明的方法，能对大斜视合成孔径雷达数据进行精确高效的成像。CN103576147ACN1035764ACN103576147A权利要求书1/1页1.一种合成孔径雷达大斜视模式下成像方法，其特征在于：成像的步骤包括：步骤S1：对大斜视合成孔径雷达回波原始数据做方位向傅立叶变换，得到处于方位多普勒域-距离时间域的回波信号；步骤S2：利用大斜视合成孔径雷达回波信号时域模型、频谱模型及时频域映射关系，将处于方位多普勒域-距离时间域的回波信号乘以扰动函数，消除回波信号二次方位向-距离向耦合因子对目标斜距变化的依赖性，获取与目标斜距存在一次距离-方位耦合关系的回波信号，该回波信号的距离单元徙动表现为一个全新的距离徙动因子；步骤S3：对获取与目标斜距存在一次距离-方位耦合关系的回波信号进行距离向傅立叶变换，得到二维频谱，所述二维频谱是与目标斜距存在一次距离-方位耦合关系的回波信号；步骤S4：将二维频谱与参考函数相乘，该参考函数是参考斜距处点目标回波频谱的共轭函数，因此通过所述二维频谱与参考函数相乘，用于完成二维频谱全部距离不变相位的补偿，得到信号差分距离徙动频谱；步骤S5：根据信号差分距离徙动频谱特征，构建距离徙动扩展因子，利用Chirp-Z变换在二维频域校正回波信号的差分距离徙动因子，通过一次卷积和两次相位相乘，完成距离徙动校正，得到距离向压缩的信号；步骤S6：将距离向压缩的信号通过方位向相位相乘，用于补偿方位向残余相位，对距离向压缩的信号进行方位压缩，并得到方位压缩的信号；步骤S7：将方位压缩的信号进行方位向傅立叶逆变换，得到聚焦的合成孔径雷达图像。2.根据权利要求1所述的合成孔径雷达大斜视模式下成像方法，所述消除回波信号二次方位向-距离向耦合因子对目标斜距变化的依赖性是通过扰动函数相乘的方式完成，该扰动函数表达为两项的加和，所述两项的加和分别为关于距离时间变量的二次函数和三次函数，所述消除操作是消除距离向-方位向的二次耦合项对目标斜距的依赖性，使得信号在二维频域距离向-方位向的二次耦合项不随距离变化。3.根据权利要求1所述的合成孔径雷达大斜视模式下成像方法，其特征在于：步骤S4中所述二维频谱与参考函数相乘是一次性完成全部距离不变相位的补偿，用于消除恒定的距离向-方位向一次耦合项、二次耦合项及三次耦合项；鉴于距离向-方位向的二次耦合项的距离依赖性已经消除，而忽略不计三次耦合项的距离依赖性，故将扰动函数相乘后的信号变换到二维频域之后，利用参考函数相乘，一次性补偿全部距离不变量，即消除的距离向-方位向一次耦合项、二次耦合项及三次耦合项。4.根据权利要求1所述的合成孔径雷达大斜视模式下成像方法，其特征在于：所述距离单元徙动由一个徙动因子表现，并由Chirp-Z变换校正操作只需要一次卷积和两次相位相乘，所述校正操作完成后，信号进入距离-多普勒域，为下一步方位向残余相位补偿提供条件。2CN103576147A说明书1/7页合成孔径雷达大斜视模式下成像方法技术领域[0001]本发明属于微波对地遥感观测技术领域，涉及应用于机载及星载合成孔径雷达大斜视角对地观测领域的一种基于Chirp-Z变换的大斜视模式下的精确聚焦方法。背景技术[0002]合成孔径雷达技术是目前对地遥感、成像及监测的重要技术手段，它可以实现全天时、全天候大覆盖区域高分辨率成像，在灾害监测、战术侦查、地形匹配导航、目标识别等方面有着广泛的应用。合成孔径雷达图像是场景回波数据经信号处