多通道星載sar天線控制誤差補(bǔ)償方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多通道星載SAR天線控制誤差補(bǔ)償方法，包括如下幾個(gè)步驟：步驟一：獲取天線參數(shù)；步驟二：補(bǔ)償回波信號誤差相位；步驟三：方位向信號濾波處理；本發(fā)明提出的多通道星載SAR天線控制誤差補(bǔ)償方法能夠有效地補(bǔ)償天線控制誤差引起的相位誤差，消除了接收通道相位不一致性，抑制了成對回波的出現(xiàn)，提高了圖像質(zhì)量。本發(fā)明提出的多通道星載SAR天線控制誤差補(bǔ)償方法通過在時(shí)域?qū)⒃蓟夭ㄐ盘柵c補(bǔ)償因子相乘，即完成了天線控制誤差引起的相位誤差補(bǔ)償，計(jì)算效率高。本發(fā)明提出的多通道星載SAR天線控制誤差補(bǔ)償方法是在成像處理前對相位誤差進(jìn)行補(bǔ)償，因此無需對原始成像算法內(nèi)核做任何修改，通用性強(qiáng)。
【專利說明】多通道星載SAR天線控制誤差補(bǔ)償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于信號處理領(lǐng)域，涉及一種多通道星載SAR(Synthetic Aperture Radar)天線控制誤差補(bǔ)償方法。
【背景技術(shù)】
[0002]星載合成孔徑雷達(dá)(SAR)屬于一種微波成像雷達(dá)，其特點(diǎn)是不受天氣、氣候的影響，能夠全天時(shí)、全天候、高分辨率、大區(qū)域?qū)Φ赜^測，因此在軍事目標(biāo)偵查、海洋監(jiān)測、資源探測、農(nóng)業(yè)和林業(yè)等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
[0003]隨著空間對地觀測要求的不斷提高，高分辨率寬測繪帶成像成為目前星載SAR的主要發(fā)展方向。對于傳統(tǒng)單通道星載SAR系統(tǒng)，高分辨率與寬測繪帶是一對矛盾體，無法同時(shí)滿足高分辨率寬測繪帶的要求。將多通道技術(shù)應(yīng)用到星載SAR系統(tǒng)中，可以有效地解決這一矛盾。但采用多通道技術(shù)，對成像也提出了更高的要求。
[0004]衛(wèi)星在軌飛行過程中，需要對天線進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整。當(dāng)機(jī)電控制系統(tǒng)存在控制誤差時(shí)，會(huì)導(dǎo)致天線姿態(tài)有誤差，天線相位中心偏離預(yù)定位置，使得目標(biāo)點(diǎn)到天線相位中心斜距歷程發(fā)生變化，引入相位誤差。由于該相位誤差大小和天線相位中心位置成正比，會(huì)導(dǎo)致各天線接收通道相位不一致性，通道間相位不一致性不僅影響方位向信號頻譜重構(gòu)，而且根據(jù)成對回波理論，通道間相位不一致性會(huì)導(dǎo)致成像過程中產(chǎn)生成對回波，從而在圖像中產(chǎn)生虛假目標(biāo)，對圖像質(zhì)量有較大影響。因此補(bǔ)償多通道星載SAR天線控制誤差引入的相位誤差對提高圖像質(zhì)量具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，針對多通道星載SAR天線控制誤差引起的通道間相位不一致性，導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降這一問題，提出了一種多通道星載SAR天線控制誤差補(bǔ)償方法，利用本發(fā)明可以精確地補(bǔ)償由于天線控制誤差引入的相位誤差，有效地抑制了成對回波的出現(xiàn)，提高了圖像質(zhì)量。
[0006]本發(fā)明提供了一種多通道星載SAR天線控制誤差補(bǔ)償方法，包括如下幾個(gè)步驟:
[0007]步驟一:獲取天線參數(shù)；
[0008]天線參數(shù)由總體設(shè)計(jì)參數(shù)決定,包括:接收天線個(gè)數(shù)M,第k個(gè)接收天線相位中心與發(fā)射天線相位中心間距dk(k = 0, I,…，M-1),天線中心視角cP。
[0009]本步驟的實(shí)施條件在于提供總體設(shè)計(jì)參數(shù)表，從總體設(shè)計(jì)參數(shù)表中可以獲取天線參數(shù)。
[0010]步驟二:補(bǔ)償回波信號誤差相位；
[0011]由天線控制誤差引起的回波信號相位誤差可以通過星歷控制測量角度計(jì)算獲得， 因此可以在回波信號時(shí)域直接進(jìn)行相位補(bǔ)償?；夭ㄐ盘栂辔徽`差補(bǔ)償具體包括以下幾個(gè)步驟:
[0012](I)按幀讀入第n(n = 0，I,…，Na-1)幀回波數(shù)據(jù)；[0013]星載SAR每幀回波數(shù)據(jù)均包括數(shù)據(jù)頭和回波信號兩部分，用An(n = 0，I,-,Na-1) 表不第n巾貞數(shù)據(jù)頭，用Bn(n = 0, I,…，Na-1)表不第n巾貞回波信號。
[0014]其中，Na為方位向總脈沖數(shù)。
[0015](2)獲取星歷控制測量角度；
[0016]星歷控制測量角度包括:偏航角a，俯仰角P，該測量數(shù)據(jù)包含在每幀數(shù)據(jù)頭An 中，可從中獲取。
[0017](3)判斷每幀數(shù)據(jù)屬于第幾接收通道數(shù)據(jù)；
[0018]在數(shù)據(jù)頭An中有固定標(biāo)示可以判定該幀數(shù)據(jù)為第幾接收通道數(shù)據(jù)。
[0019](4)構(gòu)造回波信號相位補(bǔ)償因子；
[0020]假設(shè)已經(jīng)判斷該幀數(shù)據(jù)為第k接收通道數(shù)據(jù)，則該幀回波信號的相位補(bǔ)償因子 ①(dk)為:
[0021]
【權(quán)利要求】
1.一種多通道星載SAR天線控制誤差補(bǔ)償方法，包括如下幾個(gè)步驟:步驟一:獲取天線參數(shù)；天線參數(shù)包括:接收天線個(gè)數(shù)M,第k個(gè)接收天線相位中心與發(fā)射天線相位中心間距 dk,天線中心視角識，，k = O，1，--?, M-1 ；步驟二:補(bǔ)償回波信號誤差相位；具體包括以下幾個(gè)步驟:(1)按幀讀入第n幀回波數(shù)據(jù)；星載SAR每幀回波數(shù)據(jù)均包括數(shù)據(jù)頭和回波信號兩部分，用An表示第n幀數(shù)據(jù)頭，用 Bn表不第n巾貞回波信號；其中，n = O，1，…，Na-1，Na為方位向總脈沖數(shù)；(2)獲取星歷控制測量角度；星歷控制測量角度包括:偏航角a，俯仰角3，該測量數(shù)據(jù)包含在每幀數(shù)據(jù)頭An中；(3)判斷每幀數(shù)據(jù)屬于第幾接收通道數(shù)據(jù)；通過數(shù)據(jù)頭An中有固定標(biāo)示判定該幀數(shù)據(jù)為第幾接收通道數(shù)據(jù)；(4)構(gòu)造回波信號相位補(bǔ)償因子；設(shè)該幀數(shù)據(jù)為第k接收通道數(shù)據(jù)，則該幀回波信號的相位補(bǔ)償因子O (dk)為:
【文檔編號】G01S7/40GK103439888SQ201310355224
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月15日
【發(fā)明者】陳杰, 匡輝, 楊威, 王鵬波, 曾虹程, 張豪杰 申請人:北京航空航天大學(xué)