[发明专利]一种双基地前视合成孔径雷达成像方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域，尤其涉及双基地前视合成孔径雷达(SAR，Synthetic Aperture Radar)的成像方法。

背景技术

与光学传感器相比，合成孔径雷达具有穿透性强，能全天时、全天候工作的独特优点，目前已得到广泛的应用。双基地SAR是一种新的雷达体制，系统发射站和接收站分置于不同平台上，收发分置的特点使其具备了许多突出的优点和特点，如获取目标信息丰富、作用距离远、安全性好、抗干扰能力强等。

双基地前视SAR是指收发波束共同指向运动接收站前方地面的双基地SAR系统。由于收发分置，发射站可为接收站提供方位向合成孔径，形成方位向高分辨，通过发射大带宽信号形成距离向高分辨，因此双基地前视SAR可以实现接收站前视高分辨成像。双基地前视SAR可以克服传统SAR技术不能实现飞行器正前方高分辨雷达成像的缺陷，使编队飞行的飞机具备前视成像的能力，从而可以应用于飞行器前视对地观测、自主导航、自主着陆、物资空投等领域。

成像处理是SAR信号处理中的关键步骤之一，目的是实现由回波到可视图像的转化。与单基地SAR相比，双基地前视SAR成像面临更多的问题，比如：由于收发分置，将使基于双曲线的单基SAR成像算法不再适用、解析的回波频域模型计算困难，并且接收波束前视使回波存在大距离单元徙动、距离方位强耦合的特点。

目前针对单基地SAR，应用比较广泛的成像方法是距离多普勒(RD，RangeDoppler)成像方法，其本质是利用SAR信号在距离多普勒域可以保留系统方位空不变、距离空变的特性，利用在距离多普勒域的一维插值实现距离单元徙动校正。但是由于信号特性的不同，传统的RD成像方法不能直接应用在双基地前视SAR中。在文献“Qiu Xiaolan，Hu Donghui，Ding Chibiao，SomeReflections on Bistatic SAR of Forward-looking Configuration，IEEE Geoscienceand Remote Sensing Letters，Vol 5，No 4，735-739，2008”中，提出采用RD方法来实现双基地前视SAR成像，但是该方法只可以实现固定发射站的双基地前视SAR成像，无法对收发站均运动的双基地前视SAR回波进行处理；在文献“Neo Y.L.，Wong F.H.，Cumming I.G.，Processing of Azimuth-InvariantBistatic SAR Data Using the Range Doppler Algorithm，IEEE Transactions onGeoscience and Remote Sensing，Vol 16，No 1，14-20，2008”中，提出采用RD算法来进行双基地SAR成像，但是该方法由于采用了基于泰勒展开的双基地SAR点目标响应二维频谱来进行成像，只能对正侧视及斜视情况下的双基地SAR进行成像，对双基地前视SAR处理精度较差。

此外，在文献“Hu Cheng，Zeng Tao，Long Teng，Yang Chun，Forward-lookingbistatic SAR range migration alogrithm，Proceedings of 2006 CIE InternationalConference on Radar，127-130，2006”中，提出采用距离徙动算法来实现双基地成像，但是该方法将双基地前视SAR等效为单基地SAR进行处理，不能精确地体现双基地前视SAR收发分置工作的特点。在文献“Li Zeng liang，Yao Di，Long Teng，SPECAN Algorithm for Forward-Looking Bistatic SAR，Proceedingsof 2008ICSP，2517-2520，2008”中，提出采用SPECAN算法进行双基地前视SAR成像处理，但是该算法采用了二阶近似，没有充分考虑双基地前视SAR成像对二维频谱的高精度要求，使成像结果精度较低。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的方法在双基地前视合成孔径雷达成像处理时的缺陷，提出了一种双基地前视合成孔径雷达成像方法。

为了方便描述本发明的内容，首先对以下术语进行解释：

术语1：双基地SAR(bistatic SAR)

双基地SAR是指系统发射站和接收站分置于不同平台上的SAR系统，其中至少有一个平台为运动平台，在概念上属于双基地雷达。