[發明專利]一種高精度合成孔徑雷達成像方法

有效

• 申請號: 201410490488.0
• 申請日: 2014-09-23
• 公開（公告）號: CN104237886B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 王巖飛;徐向輝;韓松;劉暢;李和平
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 任巖

技術領域

本發明涉及合成孔徑雷達(SAR)技術領域，尤其是一種高精度合成孔徑雷達成像方法。

背景技術

合成孔徑雷達(SAR)是一種工作于主動探測方式的微波成像遙感設備。SAR裝載在飛機、衛星等運動平臺上，隨著平臺的移動發射探測信號并接收目標的回波信號，通過將一系列接收到的信號進行綜合處理使其等效于一個大孔徑天線發射和接收到的信號的方式來實現高分辨率的目標探測，這一技術稱為孔徑合成技術。合成孔徑雷達通過采用脈沖壓縮技術獲得距離向的高分辨率，采用孔徑合成技術獲得方位向的高分辨率。具有探測距離遠、成像區域寬、分辨率高，可全天候晝夜工作。在資源普查、測繪、海洋環境調查、災害監測、軍事偵察等領域具有廣泛的應用。

雷達發射的電磁波為球面波，通常近似為平面波，這就存在波前彎曲的問題，在波束指向偏離正側視時也會存在波前與平臺運動方向不平行的問題，上述問題統稱為距離遷移。通常，為了保證雷達成像性能，需要在成像處理中加進距離遷移校正(RCMC)的處理。

目前，主要的成像方法包括距離多普勒域成像方法(RD方法)、波數域成像方法(ω-k方法)、Chirp?Scaling方法(CS方法)。RD以及ω-k等方法具有處理簡單、精度高等特點，然而由于在處理的過程中需要進行插值，帶來了插值誤差，為了減少插值帶來的誤差則需要采用更復雜的插值算法，又帶來了運算量增加的問題。因此，在高精度的SAR成像處理中，通常采樣CS方法。CS方法避免了插值運算，但是帶來了處理步驟增多、需要多次轉置存儲等處理過程，增加了處理的復雜性。

在目前已有的SAR成像方法中，存在著或者精度低，或者運算處理復雜、運算量大等問題。因此，本領域存在對進一步簡化處理提高精度的SAR成像方法的需要。

發明內容

(一)要解決的技術問題

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種高精度的SAR成像方法，以克服已有成像方法的不足，滿足對降低計算復雜性、降低運算量、提有高成像精度等要求。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發明提供了一種高精度合成孔徑雷達成像方法，包括：

步驟S1：對合成孔徑雷達接收的回波信號依次進行下變頻和解調后進行距離向傅里葉變換，將變換結果與距離脈沖壓縮參考函數相乘，得到信號S_r1(t，f_r)；

步驟S2：將信號S_r1(t，f_r)與設定的插值算法給出的插值誤差預補償函數相乘，并在距離向頻譜補零后進行逆傅里葉變換，得到完成距離壓縮和插值誤差預補償的信號s_r(t，r)；

步驟S3：對信號s_r(t，r)進行方位向傅里葉變換，按照設定的插值算法進行距離遷移校正，得到距離多普勒信號S_t1(f_t，r)；

步驟S4：將距離多普勒信號S_t1(f_t，r)與方位向脈沖壓縮參考函數相乘，之后進行方位向傅里葉逆變換，得到高精度合成孔徑雷達圖像。

上述方案中，所述步驟S1包括：

假設雷達發射的線性調頻信號為：

p(τ)＝a(τ)exp[j(2πf₀+K_rπτ²]???(1)

其中τ表示發射信號的距離時間變量，a(·)表示發射信號包絡，f₀是發射信號的載頻，K_r是發射信號的線性調頻率，其中j為虛數單位，

雷達接收到的回波信號經過下變頻、解調后的信號為s(t，r)，其中t為方位向變量，r為距離向變量；