[發明專利]一種基于空間域支撐區融合的SAR成像方法

有效

• 申請號: 201710111407.5
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106908789B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 梁毅;趙衍一;懷園園
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

1.一種基于空間域支撐區融合的SAR成像方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，確定機載合成孔徑雷達，所述機載合成孔徑雷達發射信號并接收回波信號，并將回波信號記為子孔徑回波數據；

步驟2，對子孔徑回波數據進行2-維快速傅里葉變換，得到2-維波數域子孔徑數據；

步驟3，對2-維波數域子孔徑數據進行距離匹配濾波處理，得到距離匹配濾波后的2-維波數域子孔徑數據；

步驟4，對距離匹配濾波后的2-維波數域子孔徑數據進行相位補償處理，得到相位補償處理后的2-維波數域子孔徑數據；

步驟5，對相位補償處理后的2-維波數域子孔徑數據進行擴展stolt插值處理，得到擴展stolt插值處理后的2-維波數域子孔徑數據；

步驟6，對擴展stolt插值處理后的2-維波數域子孔徑數據進行距離向脈壓處理，即進行距離向逆快速傅里葉變換，進而計算得到距離向脈壓處理后的距離位置域-方位波數域子孔徑數據；

步驟7，對距離向脈壓處理后的距離位置域-方位波數域子孔徑數據進行去斜處理，得到去斜處理后的距離位置域-方位波數域子孔徑數據，然后對去斜處理后的距離位置域-方位波數域子孔徑數據進行方位向逆快速傅里葉變換，得到2-維位置域子孔徑數據；

步驟8，初始化：令i∈{1,2,…,N}，N為子孔徑個數，i的初始值為1；

對第i個子孔徑，取2-維位置域子孔徑數據的相位項，記為第i個子孔徑數據的相位項，然后對第i個子孔徑數據的相位項進行相干疊加處理及方位向空間域支撐區融合，即對第i個子孔徑數據的相位項依次進行方位匹配濾波處理、常數相位補償、方位位置補償、方位向快速傅里葉變換、全局化處理、方位向逆快速傅里葉變換、相干疊加、方位波數域聚焦成像，進而得到第i個子孔徑的成像數據；

步驟9，分別令i取1至N，分別得到第1個子孔徑的成像數據至第N個子孔徑的成像數據，然后對第1個子孔徑的成像數據至第N個子孔徑的成像數據進行疊加，得到全孔徑雷達成像數據，最后對全孔徑雷達成像數據進行方位向快速傅里葉變換，進而得到方位向聚焦的全孔徑高分辨率SAR成像。

2.如權利要求1所述的一種基于空間域支撐區融合的SAR成像方法，其特征在于，在步驟1中，所述子孔徑回波數據，其得到過程為：

建立三維坐標系XOYZ，其中機載合成孔徑雷達工作于條帶模式，機載合成孔徑雷達的載機以水平速度v沿機載合成孔徑雷達的方位向飛行，機載合成孔徑雷達的載機飛行高度為H，選取機載合成孔徑雷達照射場景中的任意一個散射點，記為點目標P；點目標P與機載合成孔徑雷達的載機飛行軌跡之間的最近距離為R_b，機載合成孔徑雷達照射檢測范圍內場景的中心點為點B，點目標P沿方位向與點B之間的距離為X_P；機載合成孔徑雷達以重復周期T、發射時刻t_m依次發射信號，t_m＝mT，m為正整數變量；

當經過任意時間后，由幾何關系計算得到機載合成孔徑雷達與點目標P之間的瞬時斜距R(X；R_b)為：

其中，X為機載合成孔徑雷達的方位向位置變量，X＝vt_m，t_m＝mT，T為機載合成孔徑雷達發射信號的重復周期，m為正整數變量；

機載合成孔徑雷達發射信號并接收回波信號，然后對接收到的回波信號進行相干檢波，即乘以exp(-j2πf_ct)，f_c為機載合成孔徑雷達發射信號的載波頻率，t為時間變量；進而得到機載合成孔徑雷達接收的基帶回波信號，所述機載合成孔徑雷達接收的基帶回波信號為子孔徑回波數據S₀(R_r,X；R_b)，其表達式為：

其中，R_r為機載合成孔徑雷達的距離向位置變量，C為光速，t為時間變量；R(X；R_b)為機載合成孔徑雷達與點目標P之間的瞬時斜距，點目標P為機載合成孔徑雷達照射場景中的任意一個散射點，X為機載合成孔徑雷達的方位向位置變量，R_b為點目標P與機載合成孔徑雷達的載機飛行軌跡之間的最近距離，γ為機載合成孔徑雷達發射信號的調頻率，λ為機載合成孔徑雷達發射信號的載波波長，w_r(R_r)為機載合成孔徑雷達發射信號的距離窗函數，w_a(X)為機載合成孔徑雷達發射信號的方位窗函數，exp表示指數函數，j為虛數單位。