[發明專利]一種用于曲線合成孔徑雷達的成像方法

有效

• 申請號: 202010048224.5
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111220979B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 李晉;劉興航;閔銳;皮亦鳴;曹宗杰;崔宗勇
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 孫一峰

本發明屬于雷達成像技術領域，具體涉及一種用于曲線合成孔徑雷達的成像方法。本發明通過計算波數支撐域的幾何中心點，來確定插值區域的具體位置，得到覆蓋更大波數支撐域范圍的插值區域，能很好的利用波數支撐域內的數據信息，提高成像質量。此外，本發明呢只涉及簡單的算術運算，不涉及滑窗等復雜的計算操作，因此，本發明實現方式也很簡單。

技術領域

本發明屬于雷達成像技術領域，具體涉及一種用于曲線合成孔徑雷達的成像方法。

背景技術

合成孔徑雷達利用雷達回波信號的相關性，累積雷達運動過程中回波信號的多普勒平移，在雷達的運動方向上合成等效的雷達孔徑，實現高分辨成像。可實現全天時、全天候的區域監測成像。曲線合成孔徑雷達是一種合成孔徑雷達的新模式，其運動軌跡為曲線。分析曲線SAR模式下信號的波數域分布，由于回波徑向波數向量KR的指向與雷達相對于目標的徑向距離向量R相一致，因此，當雷達運動軌跡為曲線時，雷達回波的波數域也呈現不規則分布(類散點分布)，需要采用散點插值才能得到直角分布的波數譜，對于單幀合成孔徑來說，該幀波數譜的支撐域范圍是不規則扇形分布。一般的處理方法是對不規則扇形區域進行固定場景極坐標插值(Stabilized Scene Polar Interpolation，簡稱SSPI)。但由于插值區域的選擇直接影響成像的分辨率，因此，選擇既能兼顧成像算法效率和成像分辨率的插值區域有著十分重要的意義。

在圓周模式的SAR中，其插值區域為該波數支撐域的外接矩形。雷達回波的單幀波數支撐域為一個扇形區域，可以通過計算，得到該區域的外接矩形范圍，然后通過插值算法，得到直角分布的波數譜。

但對于曲線軌跡來說，因為波數譜支撐域的分布不規則，外接矩形雖然能充分利用波數譜的數據信息，但同時也會無法約束成像的分辨率。現有的處理方法是根據分辨率匹配條件，將各幀合成孔徑角設定為相同的匹配角，并依此通過先確定插值區域，然后使各幀波數譜近似覆蓋相同大小的插值區域，即尋找覆蓋插值區域的方位角范圍內的最短幀孔徑。該方法能夠自適應的劃分孔徑大小，保證幀圖像間的近似分辨率匹配。但缺點是沒有考慮插值區域對波數譜支撐域的覆蓋面積大小，造成對波數譜支撐域內的數據產生很大的浪費，使得聚焦能量流失，影響成像質量。

發明內容

本發明的目的，就是針對上述存在的問題及不足，提供了一種曲線合成孔徑雷達的成像方法，該方法在曲線合成孔徑雷達成像過程中，充分考慮回波信號的極坐標格式分布特性，通過算法改進，改善了曲線合成孔徑雷達插值區域的不規則性帶來的成像誤差，通過分析曲線合成孔徑雷達回波波數域的分布輪廓，將固定的插值區域轉變為根據波數域分布輪廓來確定插值區域。是一種高效的曲線合成孔徑雷達成像方法。

本發明的技術方案為：一種用于曲線合成孔徑雷達的成像方法，包括以下步驟：

步驟1、對曲線SAR的原始回波數據進行距離向的預處理，即接收脈沖s_r(t,t)與參考信號s₀(t,t)進行混頻，即可得到去調頻后的中頻信號s_i(t,t)；將中頻信號s_i(t,t)轉換到頻域，與所對應的相位補償函數S_c(f_t)相乘，去除剩余視頻相位和包絡閑置項，得到距離壓縮信號S_ic(f_t,t)；

步驟2、根據幀圖像間的分辨率匹配原則，尋找覆蓋有效波數域方位角范圍的最短幀孔徑，將幀孔徑進行自適應劃分，得到每幀孔徑覆蓋邊長近似為的波數譜s^k(K,t)；