斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR 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(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN103149564103149564B(45)授权公告日2014.12.31(21)申请号201310033270.8(22)申请日2013.01.29(73)专利权人内蒙古工业大学地址010051内蒙古自治区呼和浩特市新城区爱民街49号(72)发明人黄平平徐伟侯婷(74)专利代理机构北京金信知识产权代理有限公司11225代理人黄威邓玉婷(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)审查员陈树权权利要求书2页利要求书2页说明书7页说明书7页附图3页附图3页(54)发明名称斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR成像方法(57)摘要本发明公开了一种斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR成像方法，包括以下步骤：采用方位向相位补偿函数H1，n(f,t)分别对各方位波束接收的回波数据进行相应的相位补偿；采用方位重构滤波器组P(fa)对经相位补偿后的回波数据的多普勒频谱在距离-多普勒域内进行重建，并利用频谱还原函数H2(fr,t)恢复目标回波信号的多普勒历程；利用改进的RMA算法进行回波数据的聚焦成像。本发明通过方位预处理操作调整了回波信号的多普勒历程，解决了方位信号采样率不足的问题；并且通过斜视方位多波束信号重建，解决了方位多通道非均匀采样问题；最后采用基于改进的Stolt插值操作的RMA算法完成了斜视模式下的大距离徙动校正和聚焦成像。CN103149564BCN1034956BCN103149564B权利要求书1/2页1.一种斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR成像方法，其特征在于，包括以下步骤：S101：采用方位向相位补偿函数H1,n(f,t)分别对各方位波束接收的回波数据进行相应的相位补偿，其中所述方位向相位补偿函数H1,n(f,t)为：其中，n＝1,...,N表示接收波束序号，N为方位向波束个数，vs为卫星速度，θsq为斜视角，fc为雷达载频，f为距离向频率，c为光速，t为方位时间，Δxn表示第n个接收波束与发射波束相位中心之间的位置关系；S102：采用方位重构滤波器组P(fa)对经相位补偿后的回波数据的多普勒频谱在距离-多普勒域内进行重建，并利用频谱还原函数H2(f,t)恢复目标回波信号的多普勒历程，其中fa表示多普勒频率；S103：利用改进的RMA算法进行回波数据的聚焦成像。2.根据权利要求1所述的斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR成像方法，其特征在于，在步骤S102中，所述方位重构滤波器组P(fa)为：其中其中，vg为波束在地面移动速度，λ为雷达工作波长，r为波束中心时刻目标到天线的斜距，PRF为系统的脉冲重复频率，fdc为多普勒中心频率。3.根据权利要求1所述的斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR成像方法，其特征在于，在步骤S102中，所述频谱还原函数H2(f,t)为：4.根据权利要求1至3中任一项所述的斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR成像方法，其特征在于，步骤S101具体包括：首先，对每个方位波束接收到的雷达基带信号进行距离向傅立叶变换得到：2CN103149564B权利要求书2/2页其中，Wr(·)和Wa(·)分别表示距离向和方位向天线方向图，Kr表示发射信号调频率，Br表示发射信号带宽，R0(t)和Rn(t)分别表示目标到发射孔径和第n个接收孔径的瞬时斜距；然后，采用所述方位向相位补偿函数H1,n(f,t)对上式中各个接收波束回波信号进行相应的相位补偿；最后，经方位向FFT和距离向IFFT得到经方位向相位补偿的回波信号。5.根据权利要求1至3中任一项所述的斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR成像方法，其特征在于，步骤S103具体包括：对步骤S102的方位多波束两维频谱重建结果进行距离压缩和一致距离徙动校正；采用改进的Stolt插值操作完成残余的距离徙动校正，所述改进的Stolt插值操作中的原始距离频率f到新的距离频率f1的映射关系为：其中rref为参考斜距，vr(rref)表示参考斜距rref处雷达的等效速度；利用随斜距变化的方位匹配压缩函数H4(r,fa)进行方位压缩，其中r为目标在雷达波束照射中心时刻到发射天线相位中心的斜距；利用方位向傅里叶逆变换得到完全聚焦的斜视偏置相位中方位多波束星载SAR图像。6.根据权利要求5所述的斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR成像方法，其特征在于，所述方位匹配压缩函数H4(r,fa)为：3CN103149564B说明书1/7页斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR成像方法技术领域[0001]本发明属于星载合成孔径雷达信号处理领域，特别涉及一种斜视偏置相位中心方位多波束星载SAR成像方法。背景技术[0002]星载合成孔径雷达(SAR)在斜视模式下具有很高的机动灵活性，雷达通