[發明專利]一種適用于彈載大前斜視時變參數SAR的重疊子孔徑算法

在審

• 申請號: 201711251059.8
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN108226925A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 王巖;楊健;李景文;殷君君
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

本發明公開了一種適用于彈載大前斜視時變參數合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar，簡稱SAR)的重疊子孔徑算法，該算法主要包括七個步驟：步驟一、二維解線調頻處理，步驟二、殘余視頻相位校正處理，步驟三、波數域數據格式校正處理，步驟四、方位向子孔徑數據分割，步驟五、方位向數據粗聚焦處理，步驟六、方位向數據精聚焦處理，步驟七、子孔徑數據拼接。本發明提出的重疊子孔徑算法利用子孔徑數據分割限制子孔徑內數據波前平面假設誤差相位，利用子孔徑數據粗聚焦結果補償空變的二次誤差相位，是一種高效、準確的成像處理方法。

技術領域

本發明涉及合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar，簡稱SAR)技術領域，具體是說，是指一種適用于彈載大前斜視時變參數SAR的重疊子孔徑成像處理方法。

背景技術

彈載SAR是一種全天候、全天時的微波成像工具，適用于復雜氣象條件下的對地觀測。極坐標格式算法是一種適用于聚束模式的成像處理算法，其利用解線調頻后信號的時頻等效性在頻域用二維插值的方法校正距離徙動。雖然傳統的極坐標格式算法理論上具備對前斜視構型彈載SAR回波信號的聚焦能力，但由于信號在波數域具有較強的空變特性，可用于進行距離向插值校正的距離波數的公共區域被極大壓縮，導致距離向分辨率劇烈惡化，極限情況下若該距離波數的公共區域不存在，從而不能進行成像處理。為了適應彈載大前斜視時變參數SAR回波信號的強空變特性，可采用沿方位向實時調整雷達參數的方法來抵消由下視角、斜距地面偏角的變化引入的距離波數的變化。該成像處理方案依賴于電磁波傳播的遠場假設，其近似認為電磁波傳播具有球面波前，這樣會導致目標位置相關的二次誤差相位，當目標與場景中心的距離大于一定的臨界值時，目標散焦。

為有效增加有效成像場景半徑，本研究提出了一種適用于彈載大前斜視時變參數SAR的重疊子孔徑成像處理方法。該方法首先將數據沿方位向進行子孔徑分割，將每個子孔徑數據的波前平面假設相位誤差限制在可忽略的范圍內，進而利用子孔徑數據的粗成像結果，校正不同子孔徑數據間的波前平面假設相位誤差，誤差校正完畢后，進行子孔徑數據拼接。最后，分析并校正由波前平面假設引入的幾何畸變，得到良好聚焦的微波圖像產品，該算法的具有較高的處理效率。

發明內容

本發明針對彈載大前斜視時變參數SAR回波信號耦合嚴重、空變性強的特點，提出了一種適用于寬測繪帶、高分辨率成像處理的重疊子孔徑算法。該方法主要由七個步驟構成：

步驟一、二維解線調頻處理。

步驟二、殘余視頻相位校正處理。

步驟三、波數域數據格式校正處理。

步驟四、方位向子孔徑數據分割。

步驟五、方位向數據粗聚焦處理。

步驟六、方位向數據精聚焦處理。

步驟七、子孔徑數據拼接。

本發明的優點在于：利用子孔徑處理的思想，校正了波前平面假設引入的二次誤差相位，相對于極坐標格式算法，擴大了有效成像范圍。

附圖說明

圖1是本發明中重疊自孔子孔徑算法成像處理步驟圖示。

圖2是本發明中彈載大前斜視時變參數SAR數據獲取圖示。

圖3是本發明中重疊自孔子孔徑算法采用的平面波前假設圖示。

圖4是本發明中彈載大前斜視時變參數SAR采用恒定參數時的距離插值圖示。

圖5是本發明中重疊自孔子孔徑算法方位插值效果圖示。

圖6是本發明中重疊自孔子孔徑算法子孔徑數據拼接方法圖示。

圖7是本發明實施例仿真實驗中場景目標分布圖示。