大斜視角sar成像模式下提高方位向非散焦長度的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種大斜視角SAR成像模式下提高方位向非散焦長度的方法；該方法對回波數據經補償距離走動、校正距離彎曲并且完成二次距離壓縮后，將數據變換到距離多普勒域，然后在距離多普勒域中補償空間不變相位，并將方位頻域分成幾個重疊的子孔徑，再對子孔徑內的變量進行FFT（IFFT）運算來獲得散射點的方位向坐標的粗略估計，根據對方位向坐標的粗略估計計算出空變相位并補償該相位，對子孔徑間的變量進行IFFT變換來獲得散射點的方位向坐標的精確估計，最后，重新排列方位向圖像數據。因此，在大斜視角SAR成像模式中方位向的散焦問題，提高方位向非散焦長度，使得處理器可以一次性處理更長的數據。
【專利說明】大斜視角SAR成像模式下提高方位向非散焦長度的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于雷達【技術領域】，具體的說是一種在大斜視角SAR成像模式下對方位向空變相位進行補償以提高方位向非散焦長度的方法。
【背景技術】
[0002]合成孔徑雷達(SAR)通過相干積累回波數據來獲得高分辨率圖像。它具有全天候(大雨天除外)、全天時、獨立的距離向分辨率和遠距離、寬測繪帶成像的特點，可以顯著提高雷達的信息獲取能力。合成孔徑雷達按波束中心指向不同一般可以分為正側視模式和斜視模式。在大斜視角SAR成像模式下，天線波束中心與正側視方向成大角度指向成像場景區(qū)，因此，大斜視角模式對于地面目標探測和識別具有很高的潛力。但是，由于在斜視模式下天線波束中心偏離正側視方向，所以相比于正側視模式，大斜視模式具有更嚴重的距離走動；在正側視模式中距離向和方位向是正交的，但隨著斜視角的增加，距離向和方位向之間的正交性程度也隨之下降。
[0003]而針對斜視SAR成像，提出了大量的成像算法如:線頻調變標(CS)算法、擴展的CS算法、非線性CS算法等等。所有的這些算法都是直接處理原始的斜視數據并集中分析了斜視數據頻譜的特征。最近，提出了一種“斜視最小化”方法，它通過在方位時域補償距離走動而削減數據頻譜來有效的提高距離向與方位向之間的正交性。盡管“斜視最小化”方法提高了方位向和距離向之間的正交性，這種方法卻引起了方位向空變散焦的問題。雖然隨后提出了非線性線頻調變標(ANCS)算法解決了這個問題，但是ANCS算法的計算量過大以至于難以實現實時處理的要求。美國桑迪亞國家實驗室提出的經典的重疊子孔徑(OSA)算法可以用于補償極坐標格式算法(PFA)中的空變相位誤差，但是卻不能直接應用在大斜視角模式中。對于大斜視角合成孔徑雷達成像，李偉和王俊提出了一種應用于方位時域的改進的步幅變換(1ST)算法。它的計算量可以滿足實時處理的要求，但是其方位向非散焦長度卻比較小。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種大斜視角SAR成像模式下提高方位向非散焦長度的方法，以降低在大斜視角SAR成像模式中方位向的散焦問題，提高方位向非散焦長度，使得處理器可以一次性處理更長的數據。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現的，大斜視角SAR成像模式下提高方位向非散焦長度的方法，其特征是，至少包括如下步驟:
[0006]步驟100，對回波數據補償距離走動、校正距離彎曲并且完成二次距離壓縮，得到距離向壓縮過的距離多普勒域信號；
[0007]斜視SAR的回波方程式為:
【權利要求】
1.大斜視角SAR成像模式下提高方位向非散焦長度的方法，其特征是，至少包括如下步驟: 步驟100，對回波數據補償距離走動、校正距離彎曲并且完成二次距離壓縮，得到距離向壓縮過的距離多普勒域信號； 斜視SAR的回波方程式為:
2.根據權利要求1所述的大斜視角SAR成像模式下提高方位向非散焦長度的方法，其特征是:所述的步驟101包括如下過程: 依據(2)式，成像點目標位于R，散射點實際位于&，在散射點的實際距離向位置與所估算的距離向位置之間存在位置差異，他們之間的關系為: R = Rn+Xnsin θ(3) 將(3)代入(2)就得到以下的式子:
3.根據權利要求1所述的大斜視角SAR成像模式下提高方位向非散焦長度的方法，其特征是:所述的步驟102包括如下過程: 對步驟101中的變量m進行逆傅里葉變換如下:
4.根據權利要求1所述的大斜視角SAR成像模式下提高方位向非散焦長度的方法，其特征是:所述的步驟103包括如下過程: 利用X根據(9)計算出?.和)3。因此補償函數為:
5.根據權利要求1所述的大斜視角SAR成像模式下提高方位向非散焦長度的方法，其特征是:所述的步驟104包括如下過程: 對變量m2進行逆傅里葉變換可得:
6.根據權利要求1所述的大斜視角SAR成像模式下提高方位向非散焦長度的方法，其特征是:所述的步驟105包括如下過程: 通過定義一個單一的輸出變量u來實現(19)的向量化， u 可以為:u = UjU1 Δ 2Μ2/Μ1 (22)。
【文檔編號】G01S13/90GK103760561SQ201410038318
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月26日 優(yōu)先權日:2014年1月26日
【發(fā)明者】唐禹, 徐宗志, 邢孟道 申請人:西安電子科技大學