[發明專利]基于改進的RDA進行合成孔徑雷達圖像目標旁瓣抑制的方法

有效

• 申請號: 201710013702.7
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN106772376B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 于澤;余速;吳有明;梅名宣
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/41
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 李有浩

本發明公開了一種基于改進的RDA進行合成孔徑雷達圖像目標旁瓣抑制的方法，該方法是為了獲得超分辨的SAR圖像；具體處理步驟為：二維回波信號的方位向傅里葉變換→補余徒動校正→距離向傅里葉變換→一致徒動校正和距離壓縮→距離向傅里葉逆變換→附加相位校正→方位向傅里葉逆變換→融合反演矩陣的方位壓縮。相較于匹配濾波等常規的成像處理方式，本發明處理的成像結果能量更加集中，顯著提高空間分辨率，達到超分辨的目的。相較于完全基于矩陣的SAR數據處理，本發明與高效率的傳統成像算法相結合，因而顯著提高處理效率。

技術領域

本發明涉及合成孔徑雷達的成像處理技術領域，更特別地說，是指一種基于改進的RDA進行合成孔徑雷達圖像目標旁瓣抑制的方法。

背景技術

合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar，SAR)是一種全天時、全天候的主動式信息獲取系統，系統結構如圖1所示，合成孔徑雷達的全鏈路系統可以分為三個部分，即雷達載體平臺上的回波數據獲取部分、空間段數據傳輸部分以及地面段數據處理部分。合成孔徑雷達系統通過發射和接收脈沖信號，獲取合成孔徑雷達原始回波數據。

2012年6月電子工業出版社出版，Ian G.Cumming及Frank H.Wong編著的《合成孔徑雷達成像——算法與實現》在第75頁中指出，合成孔徑雷達(Synthetic ApertureRadar，簡稱SAR)傳統信號處理的核心思想是基于對SAR回波信號(雷達原始數據)進行距離和方位兩個方向上的匹配濾波。距離多普勒算法(Range Doppler Algorithm，RDA)通過距離和方位上的頻域操作，達到了高效的模塊化處理要求，同時又具有了一維操作的簡便性。該算法根據距離和方位上的大尺度時間差異，在兩個一維操作之間使用距離徙動校正(RCMC)，對距離和方位進行了近似的分離處理，具體的RDA處理步驟如圖1A所示。

2001年2月科學出版社出版，魏鐘銓等編著的《合成孔徑雷達衛星》在第202頁中指出，峰值旁瓣比的大小決定了強目標“掩蓋”若目標的能力；積分旁瓣比表征圖像質量的重要指標之一，他定量的描述了一個局部較暗的區域被來自周圍的明亮區域的能量泄露所“淹沒”的程度。

《合成孔徑雷達成像——算法與實現》中的58頁寫道，降低PSLR的一種方法是對頻域匹配濾波器引入平滑窗，以減少主瓣到旁瓣的能量泄漏。窗是一個對信號頻譜進行加權的對稱實函數。權值在信號頻譜中心處最大，向頻譜兩邊逐漸衰落。典型的窗包括Taylor窗、Chebyshev窗、Hanning窗、Hamming窗和Kaiser窗。窗能夠平滑頻譜，即弱化頻譜邊緣處的不連續性。這樣會降低壓縮脈沖中的主瓣能量泄漏，但要以損失分辨率為代價。

2001年11月美國UNL大學環境遙測實驗室的Xiaojian Xu等人發表的文章《RangeSidelobe Suppression Technique for Coherent Ultra Wide-Band Random NoiseRadar Imaging》提到，通過切趾濾波可以找到一種特殊的圖像域濾波函數與SAR圖像原始數據卷積就會得到一個比原來旁瓣電平低得多的輸出響應，可以得到一幅高質量的SAR圖像。但是，切趾濾波技術由于要通過多次迭代求其濾波器系數，因此運算量較大。

2007年8月美國Microwave and Radar Group的Carlos F.Castillo-Rubio等人發表的文章《Spatially Variant Apodization for Squinted Synthetic Aperture RadarImages》中提到，不規則形狀支撐區分布導致點擴散函數產生非正交走向旁瓣，利用非正交走向旁瓣與正交走向旁瓣之間的差異信息來實現正交走向旁瓣抑制。